哈哈，你說奇怪不奇怪
為什么碳基生物對環(huán)境的要求那么苛刻？再普遍一點(diǎn)，為什么生命那么脆弱
【生命是什么】關(guān)于碳基生物的一些討論 之前我請教過我中學(xué)同學(xué)一個(gè)問題：為什么我們的世界里的生物都是碳基的？而不是同樣是4個(gè)核外電子，元素周期表中原子量卻大一個(gè)周期的硅元素呢？她一語解開了我心中的疑惑：
這個(gè)問題我記錄在之前的文章里：
| 碳原子可以形成穩(wěn)定的單鍵、雙鍵、三鍵，硅原子雙鍵和三鍵都不穩(wěn)定，因?yàn)樵影霃酱笠恍�，電子云重疊小，這是從成鍵多樣性來解釋。 |
為什么自然環(huán)境演化出了復(fù)雜的碳基高分子？這或許和碳基分子的很多屬性有關(guān)：碳是擁有4個(gè)價(jià)電子的最小原子。它的大小合適，原子量只有12。其電子失去的能力（還原性）和得到電子的能力（氧化性）相當(dāng)，可以形成各種化學(xué)鍵，所以能夠形成復(fù)雜多樣的高分子有機(jī)物。[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]這兩個(gè)論述一個(gè)說明了碳元素在構(gòu)成有機(jī)分子時(shí)候的穩(wěn)定性原因，另一個(gè)說明了多樣性的原因。我心中還有一個(gè)疑問：為什么碳基生物對環(huán)境的要求那么苛刻？再普遍一點(diǎn)，為什么生命那么脆弱帶著這樣的問題，我請教了專業(yè)人士，我的同學(xué)：[s]我:同學(xué)，再請教一個(gè)問題：為什么碳基生物對生存條件的要求比較苛刻，比如可以生存的溫度范圍很窄，對水的依賴等。如何從碳基大分子的特性給出解釋？李同學(xué):我了解的不多，我只能從我理解的方面給出一點(diǎn)解釋，生命體的基本新陳代謝過程包括很多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)可以正常有序的進(jìn)行，和生物酶的催化有關(guān)，酶的催化活性受環(huán)境的影響很大，只有在合適的溫度，pH等環(huán)境下才有活性李同學(xué):就像胃里是很酸的環(huán)境，有利于消解食物，酸是一個(gè)方面，還有胃蛋白酶，胃蛋白酶有很強(qiáng)的消化分解作用，但是只能在強(qiáng)酸的環(huán)境下發(fā)揮作用，如果這個(gè)酶泄露出去，是幾乎沒有活性的，要不就把很多器官都消化了，這是一種自我保護(hù)李同學(xué):像進(jìn)化到恒溫，也是為了適應(yīng)環(huán)境生存，變溫動(dòng)物在很低溫的時(shí)候，體內(nèi)水分成了冰晶，會劃破血管，所以很多看似受限的功能，都是自我保護(hù)我:這個(gè)是引入了一套溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，增加了整體對溫度的適應(yīng)范圍。李同學(xué):我的整體理解是，變量越多，越復(fù)雜，要求越高越精細(xì)，越不容易出錯(cuò)，是為了更加有序，自發(fā)的反應(yīng)都是熵增的，但是生命體是從無序到有序的過程，是熵減的李同學(xué):這種大課題，可以從很多角度和方向去解釋我:對，自然界中熵減的過程太少了我:除了生命體的很多過程，剩下的也就人類的工業(yè)生產(chǎn)過程中的某些時(shí)刻了我:宇宙中的某些過程也有熵減，比如恒星和行星的形成過程的某些時(shí)刻我:通過外界熵增來熵減，隨便一個(gè)機(jī)械不都是這樣么，比如卡諾循環(huán)李同學(xué):非自發(fā)的反應(yīng)就需要控制條件，輸入能量李同學(xué):所以生物要求苛刻，不能很隨意我:這個(gè)控制條件在生物體內(nèi)好像就是存儲在dna分子中的內(nèi)容，蛋白質(zhì)的合成過程和其它很多過程都需要它的參與李同學(xué):生物體內(nèi)的反應(yīng)很多，DNA相關(guān)的只是一部分我:通常的反應(yīng)哪些存在熵減的過程？李同學(xué):吃喝 呼吸都是我:這個(gè)過程太大，在微觀上呢？李同學(xué):應(yīng)該合成任何所需的物質(zhì)，蛋白，糖類都屬于我:工業(yè)生產(chǎn)過程是不是可以類似定義為：熵減->有序->實(shí)用價(jià)值？李同學(xué):籠統(tǒng)地說，生物體也是這樣的我:只是生物體的這個(gè)過程高明太多，沒有龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，環(huán)境友好，創(chuàng)造的是更加復(fù)雜的有序。所以沒有產(chǎn)業(yè)鏈的崩潰的危機(jī)：比如供需端的危機(jī)。[/s][color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]這里我們額外討論了生物過程的“熵減”問題，并嘗試尋找所有“熵減”過程的普遍特征和規(guī)律[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]，雖然還沒有答案，但是這是一個(gè)非常值得深思的問題。
