第十四章 硼基生命 (第1/2页)

“大家好，我是max生命实验室的赵老师，今天为大家讲硼基生命。”

“硼基生命(boron-based life)，是一种碳基生命以外的生命形态。

从化学角度看，硼具有很多优点：

<1>硼拥有比硅更小的原子半径和远比硅强的连接能力，仅略弱于碳。

<2>硼是唯一和碳一样具有无限延伸自身的能力。硼还具有比碳更丰富的成键多样性。

<3>硼的氢化物体系的稳定性不受原子数目制约，综合能力和碳相当。

<4>硼烷及其衍生物种类众多，且稳定性可观。硼烷的稳定性为硼基生命提供可能，复杂性为硼基生命提供了保障。还有类似杂环化合物的杂硼烷。有人据此猜测，硼也可能作为生命骨架。

同时，也有人指出，如果某片星际尘埃通过机缘巧合受到了大量宇宙射线的照射，或中子星附近(也算宇宙射线强的地方)，硼元素的富集也是可以实现的（宇宙中硼元素主要是由宇宙射线与碳、氧作用发生散裂反应得到）。硼基生命就可能在这样的地方出现。

有人猜测，硼基生命可能诞生在以氟化氢为溶剂的海洋中，以硫或多硫化物作为氧化剂。以类似嘌呤和嘧啶的基于二十面体结构的碳硼烷和碳氮硼烷作为遗传信息的载体的核心部分。而氮配合的硼烷基硼酸则相当于氨基酸，其中，对应氨基Nh2c的RNh2b和对应羧基cooh的b(oh)2通过脱水和重分配可产生类似于蛋白质，以类似肽键-co-Nh-c的b(-NhR-b)2为连接中心的多聚物。

在稳定硼烷中，硼的配位数都是不少于4（即与周围4个原子形成共价键）的，甚至达到6才是常见情况。这是因为硼的缺电子性导致稳定硼烷中都存在多中心键。也因此，硼骨架的电子往往高度离域，而不像有机物和简单无机分子那样高度定域。也因此部分硼烷反应也与有机反应相当不同。也因此硼基生命的生物化学可能与碳基生命差别较大。

还有一点需要注意的是，硼烷原子数也许低于很多烃类，但它们的结构绝不“简单”——事实上，在复杂硼烷中常见的基于二十面体的结构是所有元素氢化物中最复杂的结构，而硼也是唯一可以在其二元氢化物中配位数达到7的元素（注意，结构复杂性并不与原子数挂钩，再庞大的碳骨架也无法形成类似硼烷的结构）。此外，硼拥有最复杂的单质，其中含有15种不同环境的硼原子。

二.硼的潜力：

有人认为，硼烷衍生物及其衍生物的规模仍然不足，因此难以作为生命的核心元素。但实际上，不管是作为地球碳基生命的生命活动的主要承担者的蛋白质，还是作为我们遗传物质的dNA，实际上也都分别是由十分简单的分子——氨基酸和脱氧核苷酸构成的。而形成具有与氨基酸或核苷酸类似功能的硼烷衍生物实际上并非难事。

也有人误以为，硼烷及其衍生物只能形成简单封闭的结构，其实不然，人类已经成功合成了结构复杂的硼烷衍生物。而由于硼烷及其衍生物稳定性不受原子数量制约，在合适的环境下，经过足够长时间的演化，小规模的硼烷衍生物结构单元完全可能连接形成非常庞大的化合物。比如结构复杂的金属硼烷。

三.生命猜测：

<1>诞生的溶剂：

有人认为，硼基生命可能生活在以氟化氢为溶剂的海洋中。星球表面温度比地球更低。

<3>“蛋白质”：

戊硼烷，己硼烷与大气中的三氟化硼反应后生成硼烷基氟化硼，再与海洋中的水反应生成类似

羧酸的硼烷基硼酸，再和铵反应生成类似于氨基酸的有机胺或氨的氮配合的硼烷基硼酸(h2RN)wbxhyb(oh)2。其中RNh2-b相当于氨基酸中的氨基Nh2-c，-b(oh)2则相当于羧基-cooh。通过脱水和重分配，可产生类似于多肽，以对应肽键-co-Nh-c的-b(-NhR-b)2为连接中心的多聚物：

b-b(oh)2+ 2RNh2-b → b-b(-NhR-b)2+ 2h2o

硼烷基氟化硼，水解后会生成类似羧酸的硼烷基硼酸。

<4>遗传物质：

癸硼烷、戊硼烷和己硼烷等硼烷和乙炔和乙烯等不饱和烃和氰化氢等物质发生芳构化作用，产生的稳定的基于二十面体结构的碳硼烷和碳氮硼烷。则相当于地球碳基生命中的嘌呤和嘧啶等杂环化合物，作为硼基生命的遗传信息的载体的核心