碳基生命

面对气候异常和环境恶化的危机，大家都在呼吁节能减碳。碳足迹、碳旅程、碳消费、碳交易、碳指标、碳税收……为什么谈到生态讲的都是碳？

《京都议定书》明确要求当时与会的各国承担碳减排义务。为什么是碳而非其他元素？

碳并非地球制造的元素，碳是历经数十亿年宇宙恒星的生生灭灭，才终于诞生的化学元素。从碳元素的形成到地球文明的诞生，这中间实在是经过了一段千古神秘的机缘。碳造就了地球的生命基础，也是人类文明大跃进的重要元素，从远古的普通燃料到新近的石墨烯技术，没有碳，就没有我们今日的文明。

那么，“碳基生命”真正意味着什么呢？碳基生命一般是指碳基生物。碳基生物，顾名思义，就是以碳元素为有机物质基础的基础的生物。我们体内的基础化合物是由蛋白质构成的，其分子链由碳原子连接而成，因此可以说碳链构成了蛋白质的骨架。在地球生命最初形成和应用的能量方面，糖类化合物起到了重要作用。糖类也被称为碳水化合物，因为它们都由碳原子构成。地球上所有已知的生命都主要由碳、氢、氧三种元素组成，生命活动也主要围绕这几种元素展开，因此我们都是碳基生物。

无论是植物、动物还是真菌，它们都是由不同类型、不同功能的细胞组成的，而这些细胞构成了不同功能作用的细胞组织，从而呈现出各种生理现象。虽然生物在生存模式和生态类型上各异，但它们都属于同源异形的生物，都是由碳水化合物构成的。因此，地球上所有生命体都是碳基生命的体现。

地球上储量最丰富的物质是硅，为什么生命没有以硅为基础来构建呢？

硅与碳的性能类似，也可以被用作大分子的连接键，构建“硅蛋白质”和“硅糖”。但是与碳相比，硅元素的化学活性、化合物稳定性、亲水性等方面表现出明显的不足。此外，水在海洋、湖泊、河流和大气中广泛存在，会破坏硅基大分子的连接，让“硅糖和硅蛋白、硅基遗传物质”解体。所以硅基生命在地球这种环境中无法存活。更重要的是，为了保存和传递重要的遗传信息，生物体必须构建能够经受住时间考验的大型复杂分子。在这方面，碳元素是唯一能做到的元素。由此说，对于包括人类在内的所有碳基生命而言，地球绝对是一个天堂。

地球拥有适宜的温度、充沛的水资源以及磁场和大气的保护，生命在这样的条件下尽情地繁衍进化。地球是目前已知的唯一拥有这样得天独厚条件的星球，从概率的角度来说，地球绝对可以称得上是宇宙中的一个传奇，在地球之外，环境对于生命而言是极其恶劣的。

然而，这造就我们文明的元素，却也威胁着我们的生存。地球经过40亿年才形成的碳循环方式和速度，被几百年来的人类工业化进程所破坏。如果不尽早悬崖勒马，等待我们的可能是一场毁灭性的灾难……

（孙博艺、关景麟：《物权数字化——与碳金时代》专著编委、武汉物权数字化科学技术信息研究院成员，本文来自该书第二章第一节）。