硅基、氨基、還是不同的手性，外星生命會是怎樣的？

地球上的所有生命，也就是我們在宇宙中已觀測到的所有生命，它們都具有一些相似的基本特徵。它們的分子結構都是由碳構成的，即都是碳基生命。它們依靠水作為溶劑，以促進化學反應。並且，它們都使用DNA或RNA作為自身的藍圖。

我們能找到的大多數含碳化合物都被稱為有機化合物，碳是地球生命的化學基礎。碳可以與許多分子結合，形成足夠龐大的結構，使之具有生物學上的相關性，而且碳鍵既強又穩定。另外，生命也都依賴於水和DNA或者RNA。

然而，這些生命特徵只是出現在地球上，如果宇宙中的其他星球上存在外星生命，並不意味著它們也會像地球生命那樣依賴於碳和水。事實上，我們可以很容易地想像不同的星球環境，在那裡可以存在其他形式的生命。那麼，宇宙中可能存在的外星生命會是怎樣的呢？它們與地球生命會有什麼不同呢？

硅（Si）

硅是構成計算機晶元和電路的元素，它們也可能構成外星生命的化學基礎，這就是所謂的 硅基生命。碳可以同時與四個原子成鍵，與氧結合，形成聚合物鏈，這使得碳成為複雜的生命化學的理想選擇。作為與碳同族的元素，位於元素周期表中碳元素的下方，硅也具有碳的這些特性。

儘管有這些特性，但硅作為生命的化學基礎仍然相當有限。硅只能與有限數量的其他元素形成穩定的化學鍵；它的聚合物非常單一，限制了它所能形成生命所需的複雜化合物；而且硅的化學過程在水環境中是不穩定的。

還有一個問題，當碳氧化時，它會形成二氧化碳。二氧化碳在-57 ℃以上呈現為氣體，很容易被排出去。當硅氧化時，它會形成二氧化硅。二氧化硅就是石英和沙子的主要成分，其沸點高達2230 ℃。這種固體廢物很難排放出去，它們將對硅基生命構成嚴重的威脅。想像一下，硅基生命每次呼吸時都會排泄出一顆顆沙子。

不過，在一定條件下，硅基化學可能比碳基化學更適合生命存在。與碳基生物相比，硅基生物的耐輻射和耐高溫能力更強，所以它們可以在碳基生命無法生存的惡劣環境中生存。

另外，硅基化學也更適合于海洋生命，例如，液氮、甲烷、乙烷，這些物質通常不參與地球生命的生物化學過程。而在宇宙中，存在不少類似環境的星球，我們的太陽系中就有這樣的例子——土星最大的衛星——土衛六，它的表面上可能存在不少的液態甲烷和乙烷湖，甚至還有可能存在生命。

氨（NH3）

地球生命所依賴的大部分化學反應都發生在水環境中，因為水是一種良溶劑，可以溶解許多分子。可以想像，擁有一種良溶劑是產生生命所需化學物質的先決條件。

就像水一樣，氨在宇宙中（至少在銀河系中）也很常見。氨不但能溶解水可以溶解的有機化合物，而且它還能溶解水無法溶解的金屬化合物，這為在生物中出現一些更特別的化學反應開闢了可能。

然而，氨在氧氣存在下是易燃的物質；氨比水的表面張力要低得多，因此很難把生命起源以前的原始分子長時間地結合在一起；並且氨的熔點和沸點均遠低於水，分別為-78 ℃和-33 ℃。因此，氨基生物的化學反應會慢得多，所以它們的新陳代謝和進化也會慢得多。不過，這種情況是基於地球的大氣壓。如果其他星球上的氣壓高於地球，那麼，氨的熔點和沸點都會升高，所以氨基生物的化學反應不見得就會很慢。

與地球生命不同，氨基生命可以存在於所謂的恆星宜居帶（即液態水存在的範圍）之外。例如，土衛六表面下可能蘊藏著大量的氨，儘管這顆天體遠在太陽系的宜居帶之外，但它也可能擁有生命。不少天體生物學家相信，土衛六是太陽系中可能存在其他生命形式的星球。

不同的手性

正如一個人可以是左撇子或右撇子一樣，有機分子也具有手性的現象。手性分子無法與其鏡像重合，對應的手性分子被稱為對映異構體。

不過，生命不知為何最終只使用了其中一種手性分子。例如，地球生命中的氨基酸是左旋的，而RNA和DNA中的糖是右旋的。為了讓這些分子相互作用，它們必須具有正確的手性。如果蛋白質鏈是由混合手性氨基酸組成的，它們根本就不起作用。然而，與地球上的生命所使用的左旋氨基酸相反，由右旋氨基酸構成的蛋白質鏈也會非常有效。地球上所有的生態都依賴於手性原則，例如，我們需要食用適當的手性食物。

如果外星生命存在，它們可能會進化為使用與地球生命相反的手性分子。這種外星生命從根本上類似於地球生命——以碳為骨架，以水為溶劑。不過，如果這種外星生物吃掉了地球上的生物，「反向」糖會讓它們難以消化，外星病毒也無法與地球生命的細胞結合。反之亦是如此，地球生命也難以威脅到這種外星生命。

另外，地球上也有不吃手性食物的生物，比如藍藻。如果外星微生物也是如此，那它們可以想吃多少就吃多少，無限繁殖，並且永遠不會受到捕食者的控制，因為它們本身具有錯誤的手性。倘若這種外星微生物來到地球上，它們將會大肆破壞地球上的食物鏈。

雖然上述所列舉的生命形式並不是宇宙中僅有可能的存在，但它們是最有可能的存在。就目前所知，以碳和水為基礎的生命可能是宇宙中最常見的生命形式。但我們只研究過一個例子，那就是地球上的生命。如果未來能在其他星球上發現外星生命，我們將會對生命的起源有更深入的了解。

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