硼基生命

硼基生命是一種碳基生命以外的生命形態。

硼烷及其衍生物種類眾多（甚至超過矽烷，擁有一個綜合實力與碳相當的氫化物體系），且穩定性可觀，因此有人認為硼可能像碳一樣構成生命體。

人類尚未發現硼基生命，硼基生命尚只在理論上和科幻小說中存在。

基本介紹

• 中文名：硼基生命
• 外文名：boron-based life

提出背景

由於硼是唯一和碳一樣具有可以無限延伸自身的能力(連線能力僅略弱於碳)，同時氫化物穩定性不受原子數目制約的元素；並擁有比碳更高的成鍵多樣性，因此有人認為可能存在以硼為核心元素的硼基生命。

硼烷的穩定性為硼基生命提供可能

值得注意的是，硼的成鍵方式完全不同於碳：硼的缺電子性導致其常形成多中心鍵，因此部分硼烷反應也與有機反應相當不同。因此硼基生命可能完全不同於碳基生命。

硼烷的配合反應伴隨骨架電子的完全重排

對硼基生命的猜測

有人認為，硼基生命可能生活在以氟化氫為溶劑的海洋中。星球表面溫度比地球更低。

戊硼烷，己硼烷與大氣中的三氟化硼反應後生成硼烷基氟化硼，再與海洋中的水反應生成類似羧酸的硼烷基硼酸，再和銨反應生成類似於胺基酸的有機胺或氨的氮配合的硼烷基硼酸(H₂RN)_wB_xH_yB(OH)₂。其中RNH₂-B相當於胺基酸中的氨基NH₂-C，-B(OH)₂則相當於羧基-COOH。通過脫水和重分配，可產生類似於蛋白質，以對應肽鍵-CO-NH-C的-B(-NHR-B)₂為連線中心的多聚物：

硼烷基氟化硼，水解後會生成類似羧酸的硼烷基硼酸

B-B(OH)₂+ 2RNH₂-B → B-B(-NHR-B)₂+ 2H₂O

雜硼烷形成後與有機胺，氨和有機磷發生配合反應和取代反應使雜硼烷官能團化，而其中RNH₂-B和磷酸發生醯基化作用產生的PONH結構則對應我們地球碳基生命的磷酸酯：

2RNH₂-B + HOPO(OH)₂→ HOPO(-NHR-B)₂+ 2H₂O

癸硼烷、戊硼烷和己硼烷等硼烷和乙炔和乙烯等不飽和烴和氰化氫等物質發生芳構化作用，產生的穩定的基於二十面體結構的碳硼烷和碳氮硼烷。則相當於地球碳基生命中的嘌呤和嘧啶等雜環化合物，作為硼基生命的遺傳信息的載體的核心部分。　　

氧氣的氧化性對硼基生命來說過於劇烈，氧化性更溫和的硫則更適合硼基生命——硫單質（S）和多硫化物（S_x^2-，R-S_x-R）起著氧的作用，裂解B-H鍵產生B-SH和B-S-B基團並放出能量，這些能量在硼基生命形成的過程中為相關反應供能，硼基生命形成之後可用於硼基生命的生命活動。在經過複雜的代謝活動後，以揮發性小分子三氟化硼（BF₃）作為代謝產物排出，硫元素被還原後生成的硫化氫（H₂S）或有機硫烷（RSH）則通過植物光合作用再變回多硫化物或硫單質完成一次循環：

呼吸作用：

儲能物質 —[S],HF,酶→ BF₃ + H₂S(或RSH)

光合作用：

H₂S(或RSH) —hν,酶→ [H] + S_x^2- (或R-S_x-R、S)

BF₃ + [H] —酶→ 儲能物質 + HF

對硼基生命的擔憂

由於硼元素在宇宙中豐度比碳低6個數量級，作為介質的氟化氫中的氟豐度也遠低於氧氮。硼元素和氟元素豐度足夠且處於硼基生命宜居帶的星球的形成難度較大。

事實上，著名科幻、科普作家阿西莫夫在文章《並非我們所認識的》中總結的六類生命體不包含硼基生命也正是由於他認為宇宙中硼豐度過低。

不過也有人指出，在宇宙射線強的地方，例如中子星附近，可以實現硼元素的富集，而硼基生命就可能在這樣的地方出現。

功能相似時，硼烷(衍生物)比烴(衍生物)複雜

除了受元素豐度限制外，功能相似時，硼烷衍生物結構比烴衍生物複雜，有人認為這也不利於硼基生命形成。