氨基生物

氨基生物（ammonia-based life），以氨為基礎建立其一系列複雜化合物的對應體系。1954年，一位英國科學家霍爾丹，在一次座談會上討論生命起源時，提出被我們人類這種生命形態利用的水這種溶劑，在某些生命形態下可以由液態氨來代替。他提出的理由之一是水的一些特性和氨是類似的，比如，以水為基礎可以形成甲醇(CH3OH)，而以氨為基礎可以形成甲胺(CH3NH2)，甲醇和甲胺這兩種化合物正是類似物。

因此，氨基生命實際上是對應我們以水為溶劑的“水基生命（water-based life）”而提出的，與生命骨架是否為碳（即是否是碳基生命）無關。

基本介紹

• 中文名：氨基生物
• 學科：生物學
• 分類：有機化合物
• 體系：氨基

簡介

霍爾丹由此從理論上提出，有可能以氨為基礎建立其一系列複雜化合物的對應體系，比如蛋白質和核酸的對應物質，利用這個體系，整套有機化合物、肽，能夠在氨基體系下同樣存在。這些作為普通胺基酸替代物的氨基分子能夠聚合形成多肽，這些以氨為基礎的多肽能夠同從地球生命形態中找到的對應物一致。

這個假說得到了英國天文學家V·阿克塞爾·弗瑟夫(V. Axel Firsoff)的進一步發展，他特別考慮到那些含氨豐富的世界，比如太陽系內(還應該包括我們這十幾年在太陽系外發現的)那些氣態的巨行星和它們的衛星，認為這種生命在那裡的發展和進化將是一個非常有趣的課題。

同水相比

液態氨的確有許多顯著的化學相似性。利用含氨的的溶解而不是水的溶解，可以同樣提供整個有機和非有機化學反應，液態氨在溶解方面和水一樣好甚至更強。同水比，它溶解許多金屬元素的能力超好，包括鈉、鎂、鋁等鹼金屬，可以直接溶解；此外，一些其他的元素比如碘、硫、硒、磷都在液態氨中有一定的溶解度，並幾乎不怎么同液態氨發生反應。以上各種元素在生命化學方面都具有重要作用，而且鋪就通往生命早期演化的道路。

物理性質

液態氨的沸點在一個大氣壓下是零下34℃，所以這樣的生命可能需要在溫度比較低的世界裡生存，這樣的世界並不少，所以這並不是其缺點。但有人認為真正的缺點是液態氨保持液體形態的溫區太小，由於凝固點在一個大氣壓下是零下75℃，所以液態溫區的範圍僅僅有41℃，還不到水的100℃液態溫區的一半。不過，如同水一樣，星球表面的大氣壓提高后將增加液態溫區，比如在60個大氣壓下(這比木星和金星的地表氣壓低好多)，液態氨的沸點變成98℃而不再是-34℃，液態溫區也擴大到175℃。氨基生命完全可能是在高壓下生存的生命。

氨的介電常數大約是水的1/4，使得它的絕緣性能不算好，而另一方面，氨的熔解熱更高一些，所以在熔點/凝固點更不容易凍結(凝固)。氨的比熱容相當高，比水還高一些，粘滯性則更低。對液態氨酸鹼化學反應的研究顯示，其細節同水系統一樣的豐富。在許多方面，液態氨作為生命承載物絕對不比水差。

區別

不過，儘管有許多相似性，液態氨系統中碳氨化合物生命的發展路線仍將和我們的水系統中碳水化合物生命有著很大的差異。作為一種承載生命發展的溶劑，不論是液態氨還是水都需要把生命需要的物質溶解形成陽離子和陰離子，從而讓酸鹼反應得以進行，但同一種物質在液態氨系統和水系統中的酸鹼性很可能會是完全不同的。比如，水同液態氨作用會產生NH+離子，並顯示出強酸性，結果我們這類生命所依賴的中性的水到氨基生命那裡就變成了致命的毒藥。對於氨基生命的外星人來說，我們地球一定是個可怕的星球，有著巨大的熱酸海洋，還經常下起滾燙的酸雨，他們大概不會對地球感興趣，不會和地球人發動星際戰爭爭奪地球資源，這樣的地獄一樣的星球對他們來說還是遠離為好。

所以，我們要明白水和液態氨並不等同，它們僅僅類似而已。兩個體系內的許多生命化學特徵必定會出現不少差異。例如，莫爾頓(Molton)提出，氨基生命形態可能會使用銫和銣的氯化物來調整細胞膜的電勢，同地球生命使用的鉀鹽和鈉鹽相比，這些鹽在液態氨裡面的可溶性更好。看來，銫和銣的氯化物在氨基生命的外星人那裡恐怕會是美味的調料，就如同我們人類用氯化鈉作為食鹽當調料一樣。但銫和銣的豐度遠不如鉀和鈉，那裡的人們是否會為了美味的調料發動戰爭呢？這應該是有趣的話題。

難解之處

不過，氨基生命的出現也遇到一些疑難之處。儘管氨的熔解熱比水高，但汽化熱卻只有水的一半，表面張力只有水的1/3。這都是和生命有關的性質，汽化熱同比熱容一同決定了一種溶劑在調節生物體內溫度的能力，水是兩者都高，從而對生命有利；表面張力則是液體在表面和表面以下的分子聚合力不平衡的表現，水的表面張力相當高，氨分子之間的氫鍵要比水之間的弱很多，從而液態氨通過憎水效應(疏水效應)聚集極性分子的能力要低得多。生命演化早期需要把大量的有機分子聚合到一起，直到出現能夠自我複製的早期生命，水在這方面是勝任的，但液態氨的能力則讓人懷疑。