碳基生物(以碳元素为有机物质基础的生物)

碳基生物：以碳元素为有机物质基础的生物

更新时间：2024-09-20 17:50

碳基生物（碳based life）是指以碳元素为有机物质基础的生物。有机化合物中都含有碳元素，因此将由有机化合物等构成的生物称为碳基生物。

1891年，波茨坦大学的天体物理学家儒略·申纳尔在讨论其他类型生命存在的可能时，将以碳元素为有机物质基础的生物称为碳基生物，并相对地提出硅基生命的概念。

中国科学院李廷栋院士称：“我们生活在一个富含碳的行星上，作为碳基生物，没有其他元素像碳一样对我们的生命如此重要”

产生背景

现实原因

目前人类已知的生命最基本的存在形式是细胞。一个活细胞具有非常复杂的系统，它由两种被生物膜包裹着的大分子组成。大分子由6种元素组成，即碳、氢、氧、氮、磷和硫。具有生命基本特征的细胞必须具有能自我复制的遗传系统核酸和活性蛋白质，必须有生物膜系统。由生物大分子组成的遗传系统能使生命一代一代地延续下去，而生物膜（或细胞膜）使生命结构与外部环境分隔。碳是构成核酸和细胞膜中有机化合物的必要元素。

学科背景

科幻作家艾萨克·阿西莫夫（Isaac Asimov）曾在作品《并非我们所知的：论生命的化学形式》（Not As We Know It-The 化学 of Life）中提出了六种可能的生命形式：以化硅为介质的氟化硅酮生物、以硫为介质的氟化硫生物、以水为介质的核酸/蛋白质生物、以氨为介质的核酸/蛋白质生物、以甲烷为介质的类脂化合物生物、以氢为介质的类脂化合物生物。这六种对于生命的猜想是结合了物质分子结构、运行速度，依据温度的不同，从炽热到接近绝对零度依次序列的，在这六个猜想中，只有第三种生命形态—以水为介质的核酸/蛋白质生物为人类所知，即碳基生物。

1891年，波茨坦大学的天体物理学家儒略·申纳尔在讨论其他类型生命存在的可能时，将以碳元素为有机物质基础的生物称为碳基生物，相对地提出硅基生命的概念。

具体内容

地球诞生之初，遍布着滚烫的岩浆和乱石，并不适合生物生存，直到地球上空形成了可阻挡紫外线的臭氧层以及可以反射太阳光线的大气层，才使得地球上有了生命出现的可能。从蛋白分子到基础细胞，都以碳、氦、氢、氧为四种基本元素，地球生命开始发展。其中，对细胞的结构和功能起关键作用的是碳，碳相互连结形成了庞大的碳链，这条链的所有物质统称为有机化合物，最后这些有机物开始有规律地排列，形成了地球上成千上万种不同的生命，因此地球上的生命又被称为碳基生物。

当前整个地球文明就是一个碳基文明。大自然以神奇的碳原子为骨架，构建出绚丽多彩的碳基生物；人类通过燃烧煤炭、石油等碳基燃料，获取生存所需的能源动力；现代工业创造了塑料、合成纤维、石墨烯等千形万状的碳基材料。从出生到生命终点，碳贯穿人类的一生。没有碳就没有人类文明。

中国科学院李廷栋院士称：“我们生活在一个富含碳的行星上，作为碳基生物，没有其他元素像碳一样对我们的生命如此重要；因为碳无处不在，又神秘莫测，地球从哪里来，最终会变成什么样，碳科学的研究或将为人类的一些重大问题提供答案；因为碳无处不在，全球气候变化问题日益凸显，而二氧化碳和甲烷等温室气体均与碳密切相关”

价值及影响

在澎湃新闻《ChatGPT来袭！碳基生物饭碗保卫战》一文中，用碳基生物指代人类。

西班牙《趣味》月刊网站于2022年2月27日发表题为《ET可能长什么样？》的文章，作者是米格尔·安赫尔·萨瓦德尔，论述了英国《皇家学会物理学数学工学分会学报·哲学汇刊》曾发表过一系列关于外星生命的文章，其中来自剑桥大学的古生物学家西蒙·康威·莫里斯认为，人类所知道的关于进化的知识能够在一定程度上描绘出外星人的外观，外星人仍将是碳基生物，与人类差别不大，因为有机化学在宇宙中无处不在，分子可能不同，但基本的化学成分是相同的。