为什么碳基生物对环境的要求那么苛刻？再普遍一点，为什么生命那么脆弱|家有儿女

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楼主发表于: 01-15 , 来自:江苏省

【生命是什么】关于碳基生物的一些讨论

之前我请教过我中学同学一个问题：为什么我们的世界里的生物都是碳基的？而不是同样是4个核外电子，元素周期表中原子量却大一个周期的硅元素呢？她一语解开了我心中的疑惑：

碳原子可以形成稳定的单键、双键、三键，硅原子双键和三键都不稳定，因为原子半径大一些，电子云重叠小，这是从成键多样性来解释。

这个问题我记录在之前的文章里：

为什么自然环境演化出了复杂的碳基高分子？这或许和碳基分子的很多属性有关：碳是拥有4个价电子的最小原子。它的大小合适，原子量只有12。其电子失去的能力（还原性）和得到电子的能力（氧化性）相当，可以形成各种化学键，所以能够形成复杂多样的高分子有机物。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]这两个论述一个说明了碳元素在构成有机分子时候的稳定性原因，另一个说明了多样性的原因。

我心中还有一个疑问：

为什么碳基生物对环境的要求那么苛刻？再普遍一点，为什么生命那么脆弱
带着这样的问题，我请教了专业人士，我的同学：

复制代码

我:
同学，再请教一个问题：
为什么碳基生物对生存条件的要求比较苛刻，比如可以生存的温度范围很窄，对水的依赖等。如何从碳基大分子的特性给出解释？
李同学:
我了解的不多，我只能从我理解的方面给出一点解释，生命体的基本新陈代谢过程包括很多复杂的化学反应，这些反应可以正常有序的进行，和生物酶的催化有关，酶的催化活性受环境的影响很大，只有在合适的温度，pH等环境下才有活性
李同学:
就像胃里是很酸的环境，有利于消解食物，酸是一个方面，还有胃蛋白酶，胃蛋白酶有很强的消化分解作用，但是只能在强酸的环境下发挥作用，如果这个酶泄露出去，是几乎没有活性的，要不就把很多器官都消化了，这是一种自我保护
李同学:
像进化到恒温，也是为了适应环境生存，变温动物在很低温的时候，体内水分成了冰晶，会划破血管，所以很多看似受限的功能，都是自我保护
我:
这个是引入了一套温度调节系统，增加了整体对温度的适应范围。
李同学:
我的整体理解是，变量越多，越复杂，要求越高越精细，越不容易出错，是为了更加有序，自发的反应都是熵增的，但是生命体是从无序到有序的过程，是熵减的
李同学:
这种大课题，可以从很多角度和方向去解释
我:
对，自然界中熵减的过程太少了
我:
除了生命体的很多过程，剩下的也就人类的工业生产过程中的某些时刻了
我:
宇宙中的某些过程也有熵减，比如恒星和行星的形成过程的某些时刻
我:
通过外界熵增来熵减，随便一个机械不都是这样么，比如卡诺循环
李同学:
非自发的反应就需要控制条件，输入能量
李同学:
所以生物要求苛刻，不能很随意
我:
这个控制条件在生物体内好像就是存储在dna分子中的内容，蛋白质的合成过程和其它很多过程都需要它的参与
李同学:
生物体内的反应很多，DNA相关的只是一部分
我:
通常的反应哪些存在熵减的过程？
李同学:
吃喝呼吸都是
我:
这个过程太大，在微观上呢？
李同学:
应该合成任何所需的物质，蛋白，糖类都属于
我:
工业生产过程是不是可以类似定义为：
熵减->有序->实用价值？
李同学:
笼统地说，生物体也是这样的
我:
只是生物体的这个过程高明太多，没有庞大的产业链，环境友好，创造的是更加复杂的有序。所以没有产业链的崩溃的危机：比如供需端的危机。