¿Hay alguna razón por la cual la naturaleza eligió el carbono como bloques de construcción y no cualquier otro elemento, por ejemplo, el silicio?

El silicio no es un candidato terriblemente bueno para la bioquímica no terrestre. El silicio no es muy reactivo en absoluto, lo que cuenta en su contra si se encuentra en un sistema vivo que constantemente necesita romper vínculos y reformarlos. Puede proponer que el silicio se use en un entorno pobre en carbono, pero los componentes de organosilicio son extremadamente estables y, en cualquier caso, los compuestos de silicio rara vez presentan enlaces dobles que son esenciales para muchos tipos de reacciones biológicas. Metabólicamente, el producto de oxidación de silicio es un sólido muy poco reactivo que se aglomera rápidamente, y el alto nivel de energía requerido para oxidar el dióxido de silicio para crear metabolitos a partir de la luz solar cuenta en su contra. Necesitaría una célula fotovoltaica natural bastante grande para obtener bloques de construcción de silicio.

También hay una serie de argumentos en contra de los compuestos de silicio en presencia de los solventes que la mayoría de las personas consideran esenciales para la vida, como el agua o el amoníaco.

Un argumento circunstancial en contra de encontrar biología alienígena basada en silicio es que el carbono es mucho, mucho más abundante que el silicio en el universo, en un orden de magnitud aproximado. La Tierra es en realidad una excepción a este respecto: la abundancia relativa de silicio en la Tierra es aproximadamente tres órdenes de magnitud mayor que la del carbono. Sin embargo, de todos modos, la biología de la Tierra está basada en el carbono. Eso deberia decirte algo.

Fuerza de enlace. El carbono hace 4 enlaces bastante robustos pero no sólidos como una roca y todo tipo de elementos, lo que significa que el carbono puede retener muchas estructuras variadas y complejas sin quedar atrapado en configuraciones de muy baja energía. ¿Por qué es esto? Un enlace simple carbono-carbono está bastante cerca de la energía máxima de cualquier enlace simple que el carbono puede producir: http://www.wiredchemist.com/chem … debido a que la electronegatividad del carbono es bastante alta. Lo mejor para nosotros es que un CO es solo un 3% más fuerte que un CC genérico y solo el 87% de la energía de un CH para que el oxígeno atmosférico no destruya rápidamente las moléculas orgánicas en las condiciones de la Tierra.

Por el contrario, el silicio se vería como un buen finalista, pero los enlaces Si-O son dos veces más que el Si-Si y 40% más fuertes que el Si-H, lo que le da al oxígeno una fuerza motriz sustancial para atacar a los silanos. El silano, el análogo de Si del metano CH4, es pirofórico y sufre autoignición alrededor de 120F / 49C. El disilano, H3Si-SiH3, es aún peor y se quema inmediatamente en el aire a temperatura ambiente.

Ella se sentó un día pensando “Me pregunto cómo puedo hacer algo de vida”. Entonces decidió comenzar haciendo un budín con un montón de protones, neutrones y electrones que guardaba en el armario para un día lluvioso.

Los protones le recordaban al chocolate negro y los neutrones eran como el chocolate blanco. Ambos un poco pesados ​​pero suntuosos. Los electrones eran todos ligeros y esponjosos como polvo de hornear.

Bueno, al principio le fue difícil hacer que se mantuvieran juntos y tuvo que tirar los primeros intentos. Los neutrones simplemente no cooperaron y simplemente se fueron volando. Todos los electrones se pegaron a los protones e hicieron un gran desastre pegajoso. Finalmente, descubrió una buena receta, combinando primero los protones con los neutrones en su mezclador, y horneándolos en un horno caliente podría lograr que formaran una buena consistencia positiva, y luego podría tamizar los electrones más tarde. Puso un cero en el paquete de neutrones, y un plus en el paquete de protones para recordarle la próxima vez. Y una desventaja en la bolsa de electrones porque fueron los últimos.

Después de hornear todo en el horno y dejarlos enfriar, ordenó todas las galletas atómicas que había convertido en peso. Todos los electrones se habían organizado en patrones bastante brillantes, por lo que colocó las diferentes galletas en una bandeja en filas y columnas porque parecía lo más sensato.

Ella empacó un montón de los más pequeños en una bolsa. Siendo una diosa muy justa, y creyendo firmemente en la democracia, decidió que los ligeros necesitaban más representación, por lo que convirtió más ingredientes en ligeros y menos en pesados. En el fondo de su mente, ella pensaba que, debido a que tenía tantos ligeros, sería bueno sacarles vida, y podría usar los más pesados ​​para decoraciones y un poco de textura adicional.

Ahora, de la noche a la mañana, los electrones comenzaron a rezumar y muchas de las galletas se pegaron. Entonces los separó y puso cada tipo en su propia bolsa. Al día siguiente sucedió lo mismo, y aunque hubo muchos brillantes, o algunos simplemente no se pegaron mucho, excepto tal vez en pares, el más abundante y ligero con la textura más interesante fue el número seis.

Después de pensar un poco, los nombró a todos para que uno fuera carbono. Se encogió para mirar más de cerca y vio que todos los carbonos se habían pegado en cadenas, anillos y ramas y eso le dio la idea de plantas y árboles. Entonces mezcló algunos otros vecinos de galletas más ligeros en la bolsa como nitrógeno y oxígeno, pero también desempolvó todo con hidrógeno para evitar que todo se pegue demasiado.

Algunas combinaciones también fueron maravillosas, como los centros de hierro con glaseado de azufre, que también tenía una textura interesante, pero nada que comparar con el carbono, y el silicio era inútil. No se uniría sin oxígeno y las malditas cosas casi le hacen romper un diente. Eventualmente ganó sus estrellas Michelin por hacer medusas.

La valencia del carbono es más o menos 4, lo que hace que el número de combinaciones para las moléculas sea enorme.

La naturaleza no piensa y no puede elegir. El carbono es el bloque de construcción básico de toda vida orgánica simplemente porque fue el primero en suceder y replicarse.