【摘要】
地球上的生命几乎都是碳基生命。硅基生命是相对于碳基生命而言的。所谓碳基生命，根源于有机物的概念。
从物质组成上看，所有生物都具有基本相似的物质组成，基本上都由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素构成。这些元素相互结合，构成氨基酸、核苷酸、葡萄糖等生命小分子；这些小分子再通过特殊的方式相互结合，形成蛋自质、核酸、多聚糖和脂类等生物大分子。由于重要的生物大分子都包含有碳，所以人工生命研究者称这些生命为“碳基生命”。硅基生命相对的似乎也可以这样定义：以含有硅以及硅的化合物为主的物质构成的生命。 【关键词】
硅基生命 碳基生命 遗传 DNA 地外生命
【正文】
一，碳基生命的遗传物质果树防虫网——DNA钻孔灌注桩泥浆
对于地球上现有的生物来说，DNA和RNA是他们的主要遗传物质。DNA是脱氧核糖核酸的简称，它主要由4种碱基因,A,T,G,和C 组成，是存在于细胞中的遗传物质。遗传物质包含了任一机体发育和功能所必需的全部信息。除同卵双生外，每个生物包括人的这四种碱基排列顺序祛腐生肌软膏———DNA, 碱基序列是不同的，独一无二的。人类DNA, 含有3200000000个碱基对，其中的99.9%的DNA序列是相同的，另外的0.01%在个体间有差异。这些DNA序列上的差异有的在个人的特征如眼睛、发和肤等上表现出来，更多的是不表现在个人的生理外观特征上，必须用实验室的特殊技术才能测定出来，其他生物也是如此。DNA 测序，即是对DNA 的一种结构———碱基序列进行测定。
DNA 作为遗传标记具有以下特征：
（1）DNA 是具有个体特异性的遗传物质，是保证每个个体具有自身特异的物质构成、独特的个性、思维、行为方式的重要的物质基础。也就是说，个体之间表现型差异的根本原因是由于他们DNA 组成的差异。
（2）人类DNA 存在于细胞的染体和线粒体两个部分。染体DNA 是按照孟德尔遗传规律遗传的46条染体中有一半（23 条）来自父亲，另一半来自母亲；而线粒体DNA 只存在于细胞质中。
（3）遗传物质稳定传递的相对性和变异的绝对性是矛盾的统一：DNA 复制的差错；环境因素的干扰；生殖细胞重组；转座子的影响；染体不分离。遗传物质的稳定传递是物种能在自然界中不断敷衍，维系该物种不会灭绝的重要保证。生物遗传的稳定性是相对的，变异是绝对的。那么对于硅基生物是否也存在同样的遗传机制呢？
二，硅基生命的基本概念
钢手轮X图硅基生命概念的提出甚至比第一台计算机被制造出来的时间还要早五十多年，这个概念一开始的涵义要宽泛的多。1891年，波茨坦大学的天体物理学家儒略·申纳(Jul ius Sheiner)就探讨了以硅为基础的生命存在的可能性。这个概念被英国化学家詹姆士·爱默生·雷诺兹(James Emerson Reynolds)所接受，1893年他在英国科学促进协会的一次演讲中指出，硅化合物的热稳定性使得以其为基础的生命可以在高温下生存。三十年后，英国遗传学家约翰·波顿·桑德森·霍尔丹(John Burdon Sanderson Haldane)提出在一个行星的深处可能发现
基于半融化状态硅酸盐的生命，而铁元素的氧化作用则向它们提供能量。
硅似乎的确是一种作为碳替代物构成生命体的很有前途的元素。它在宇宙中分广泛，而在元素周期表中，它就在碳的下方和碳是一个化学族的，所以和碳元素的许多基本性质都相似。举例而言，正如碳能和四个氢原子化合形成甲烷，硅也能同样地形成硅烷，硅酸盐是碳酸盐的类似物，以此类推。而且这两种元素都能组成长链或聚合物，它们在其中同氧交替排列，最简单的情形是，碳一氧链形成聚缩醛，它经常用于合成纤维，而用硅和氧搭成骨架则产生聚合硅酮。
三，在地球上硅基生命存在所面临的问题
但这种进化链上可能出现的的硅基生命却受到许多缺陷的威胁。
硅同氧的结合力非常强。当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时，会形成二氧化碳气体，这是种很容易从生物体中排出的废弃物质：但是硅的氧化会形成固体，因为在二氧化硅刚形成的时候就会形成品格，使得每个硅原子都被四个氧原子包围，而不是像二氧化碳那样每个分子都是单独游离的，处置这样的固体物质会给硅基生命的呼吸过程带来很大挑战。
只要是生命形态，就必须从外界环境中收集、储存和利用能量。在碳基生物这里，储存能量的最基本的化合物是碳水化合物。在碳水化合物中，碳原子由单键连接成一条链，而利用酶控制的对碳水化合物的一系列氧化步骤会释放能量，废弃物产生水和二氧化碳。这些酶是些大而复杂的分子，它们依照分子的形状和左旋右旋对特定的反应进行催化，这里说的左旋右旋是因分子含有的碳的不对称使得分子出现左旋或者右旋，而多数碳基生物体内的物质都显示这个特征，正是这个特点使得酶能够识别和规范碳基生物体内的大量不同新陈代谢进程。然而，硅不像碳能产生众多的具有左旋右旋特征的化合物，这也让它难以成为生命所需要大量相互联系的链式反应的支持元素。
此外，硅链在水中不稳定，容易断掉，不象碳链这对于样在于湿环境下都保持稳定。虽然这点不会因此排除硅基生命存在的可能，但存在大量液态水的星球肯定是排斥硅基生命的。存在硅基生命，甚至存在硅基生命出现前的早期生命化学演化的低可能性也被天文观测所验证。
不管天文学家向哪里搜寻——陨星、彗星、巨行星的大气、星际物质、冷却恒星的外层——他们都只能到氧化的硅(二氧化硅和硅酸盐)，而不到类似硅烷和硅酮这样的作为
硅生物化学存在预兆的物质。相反，当我们寻碳基生命的迹象时会发现，在陨星中不难到氨基酸这样的碳基有机分子，至于甲烷，不仅在太阳系的众多行星和卫星中很容易到，而且在星际物质和星云中也能到，甚至连甲基乙炔和氰基癸五炔这样的复杂分子都能从星际物质中到。
四，对于硅基生命存在的构想
如果想要在和地球温度相差不多的环境下构建出硅基生命，那么首先需要解决的就是对于其基本有机物质骨架的设计，这对于形成有组织性的生命体尤为重要。由于单独硅元素很难成长链，无法形成复杂的生物大分子，这对于生命活动，尤其是新陈代谢来说是一个巨大的障碍；而且如果单单由硅元素充当骨架主体元素会让整个生命体趋于晶体状（硅硅之间形成网状结构），从而很难构建出可调控的稳定内环境。所以以“-Si-O-Si-O-”这种骨架形式来构建整个硅基生命最为基本的有机物质基础。这样的骨架形式可以稳定的存在；可以形成长链，满足生物大分子形成的需要；硅上还有两个未成对电子可以连接侧链，使得其构建的生命物质柔韧性加强（不会像晶体那样），保证正常生理生化活动的进行。
有了基本骨架，下一步就是寻合适的氧化剂。由于“-Si-O-Si-O-”这种骨架形式在常温下
的化学性质还是相当稳定的，那么就必须相应地选择一个氧化性强、电负性高的物质来做氧化剂才能达到氧化的目的。，氟气就是一个可行的选择。氟气的强氧化性使其可以在常温下就可以参与到以“-Si-O-Si-O-”为骨架的有机物质的代谢反应之中，在一系列调控机制下最终把有机物质氧化成SiF4和H-O-F这样的简单物质，同时放出能量供给生命活动的需要。这个反应对应到地球生命形式上就是细胞的有氧呼吸作用。氟气在这里就是起到与氧气类似的作用，而SiF4和H-O-F就分别对应地球生命形式中的CO2和H2O。
SiF4在常温的硅基生命星球下也同样会是气态物质。这方便了硅基生命体进行类似于地球生命体的呼吸作用：吸入氟气，氟呼吸作用后，将SiF4排出体外。H-O-F可以是一种功能类似于地球生命中H2O的物质。氟的强电负性使O-F键的共用电子对偏向于氟，这导致H-O键的共用电子对严重偏向于氧，使得氢原子非常裸露。这样的结果就是H-O-F这样的物质非常不稳定，极易发生H-O键的断裂，只有在乙氰这样的溶剂中才能稳定存在。我们知道，H2O除了作为地球生命体体内各种物质的溶剂，同时它也发挥了一个更为重要的作用就是参与机体内各种生化反应。这些生化反应对于地球生命体的正常生活是至关重要的。同样，对于硅基生命来说，类似的生化反应也需要这一种类似于水的物质的存在，然而不同的就是这样的反应在硅基生命中由于硅及其化合物的高度稳定性而变得难以发生。
所以，就需要H-O-F这样的非常活泼的物质来替代水行使相同的作用：H-O-F中的-OH和-OF都是非常活泼的基团，可以参与各种代谢反应的进行；H-O-F极易失去H质子，这为硅基生命中一些非常重要的生理生化反应提供了质子源。而且，硅基生命中可能存在这样一种机制：H-O-F在一般情况下会与一种有生物活性的生物大分子特异性结合使其处于较为稳定的状态；当需要参与反应时，这种生物大分子失去活性不能和H-O-F结合，H-O-F便游离出来参与生理生化反应。这样，H-O-F便能稳定并且活泼地在硅基生命体中存在和行使功能了。
H2O还有个作用就是作为地球生命体内各种物质的溶剂。它保证了地球生命体内各个物质的运输，同时也为体内生理生化反应提供了液相介质，这对于生命体内环境的稳定和代谢反应的正常进行非常重要。同样对于硅基生命来说，也需要这样一种溶剂的存在来满足生命存在的基本原则，而且这样的溶剂同样必须是液态。液态可以说是一个完美的运输物质的形态：它不仅保证了运输的速率的同时兼顾了运输的效率，即液态比固态流动性更强，比气态单位体积运输物质更多（HSO3Cl、HSO3F或SO3ClF之类的物质则可以作为硅基生命中的溶剂“水”。它们可以溶解SiF4等一系列硅基生命中的基本物质，从而可以顺利实现作为溶剂的作用。可见，地球生命中的水在硅基生命中有了两个对应的物质——参加
反应的H-O-F和作为溶剂的HSO3Cl、HSO3F或SO3ClF。
至此，在这样一个生命星球中，大气的成分将主要是氟气和气体收集SiF4，可能也存在类似于地球大气氮气这样生化反应活性非常低的气体来保证不会发生氧化剂中毒；可能存在海洋，其成分主要是HSO3Cl、HSO3F或SO3ClF；自养硅基生物可能采用类似于光合作用的机制利用来自恒星的能量、大气中的SiF4以及H-O-F在生命体含氧氟代谢产物来合成“-Si-O-Si-O-”链有机小分子并放出氟气；“-Si-O-Si-O-”链有机小分子继而参与自养硅基生物机体的构建，生命体得以生长繁殖；异养硅基生物以自养硅基生物为食，在体内分解成“-Si-O-Si-O-”链能量小分子参与氟呼吸，产生SiF4和H-O-F；SiF4以气体形式返回大气完成硅循环，H-O-F在硅基体内参与生理生化反应并最终以含氟氧代谢产物排出体外；这些含氧氟代谢产物被自养硅基生物吸收并参与上述的类似光合作用的反应合成“-Si-O-Si-O-”链有机小分子，完成H-O-F循环。
【结论】
在地球上，硅基生命存在的可能性是微乎其微的。但是依宇宙之广大，一定会存在满足硅基生命存在的星球环境。硅基生命作为一类高等有机生命其智能一定也会进化的比较完善。
未来某一天有可能我们就会发现这一类生命在其他星球上的存在痕迹。
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