碳基生物（碳based life）是指以碳元素為有機(jī)物質(zhì)基礎(chǔ)的生物。地球所有已知生命均屬此類。有機(jī)化合物中都含有碳元素，因此將由有機(jī)化合物等構(gòu)成的生物稱為碳基生物。
1891年，波茨坦大學(xué)的天體物理學(xué)家儒略·申納爾在討論其他類型生命存在的可能時，將以碳元素為有機(jī)物質(zhì)基礎(chǔ)的生物稱為碳基生物，并相對地提出硅基生命的概念。
中國科學(xué)院李廷棟院士稱：“我們生活在一個富含碳的行星上，作為碳基生物，沒有其他元素像碳一樣對我們的生命如此重要”
產(chǎn)生背景
現(xiàn)實原因
目前人類已知的生命最基本的存在形式是細(xì)胞。一個活細(xì)胞具有非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它由兩種被生物膜包裹著的大分子組成。大分子由6種元素組成，即碳、氫、氧、氮、磷和硫。具有生命基本特征的細(xì)胞必須具有能自我復(fù)制的遺傳系統(tǒng)核酸和活性蛋白質(zhì)，必須有生物膜系統(tǒng)。由生物大分子組成的遺傳系統(tǒng)能使生命一代一代地延續(xù)下去，而生物膜（或細(xì)胞膜）使生命結(jié)構(gòu)與外部環(huán)境分隔。碳是構(gòu)成核酸和細(xì)胞膜中有機(jī)化合物的必要元素。
學(xué)科背景
科幻作家艾薩克·阿西莫夫（Isaac Asimov）曾在作品《并非我們所知的：論生命的化學(xué)形式》（Not As We Know It-The 化學(xué) of Life）中提出了六種可能的生命形式：以化硅為介質(zhì)的氟化硅酮生物、以硫為介質(zhì)的氟化硫生物、以水為介質(zhì)的核酸/蛋白質(zhì)生物、以氨為介質(zhì)的核酸/蛋白質(zhì)生物、以甲烷為介質(zhì)的類脂化合物生物、以氫為介質(zhì)的類脂化合物生物。這六種對于生命的猜想是結(jié)合了物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)、運行速度，依據(jù)溫度的不同，從熾熱到接近絕對零度依次序列的，在這六個猜想中，只有第三種生命形態(tài)—以水為介質(zhì)的核酸/蛋白質(zhì)生物為人類所知，即碳基生物。
1891年，波茨坦大學(xué)的天體物理學(xué)家儒略·申納爾在討論其他類型生命存在的可能時，將以碳元素為有機(jī)物質(zhì)基礎(chǔ)的生物稱為碳基生物，相對地提出硅基生命的概念。
具體內(nèi)容
地球誕生之初，遍布著滾燙的巖漿和亂石，并不適合生物生存，直到地球上空形成了可阻擋紫外線的臭氧層以及可以反射太陽光線的大氣層，才使得地球上有了生命出現(xiàn)的可能。從蛋白分子到基礎(chǔ)細(xì)胞，碳原子通過雜化軌道形成三維結(jié)構(gòu)，支持長鏈分子與官能團(tuán)多樣性，賦予生物分子化學(xué)個性。碳原子具有4個價電子，能夠與氫、氧、氮、硫等元素通過單鍵、雙鍵或三鍵形成多樣化共價鍵，形成豐富多樣的有機(jī)化合物，如蛋白質(zhì)、核酸、脂肪、糖類等，這些復(fù)雜的有機(jī)分子是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，地球生命開始發(fā)展。其中，對細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能起關(guān)鍵作用的是碳，碳相互連結(jié)形成了龐大的碳鏈，這條鏈的所有物質(zhì)統(tǒng)稱為有機(jī)化合物，最后這些有機(jī)物開始有規(guī)律地排列，形成了地球上成千上萬種不同的生命，因此地球上的生命又被稱為碳基生物。
當(dāng)前整個地球文明就是一個碳基文明。大自然以神奇的碳原子為骨架，構(gòu)建出絢麗多彩的碳基生物，從簡單的單細(xì)胞生物如細(xì)菌，到復(fù)雜的多細(xì)胞生物如人類，都屬于碳基生命范疇。碳基生命能夠在地球上的各種環(huán)境中生存，從高溫的火山口到寒冷的極地，從深海到干旱的沙漠，都有碳基生命的蹤跡，這得益于碳基生物能夠通過進(jìn)化出各種特殊的生理結(jié)構(gòu)和功能來適應(yīng)環(huán)境。碳基生物體內(nèi)的分子大多因含有的碳原子的不對稱性使其出現(xiàn)左旋或者右旋，正是這個特點使得酶的專一性能夠被充分發(fā)揮，碳基生物體內(nèi)的酶能夠依照分子的形狀和左旋右旋對特定的反應(yīng)進(jìn)行催化，識別和規(guī)范自身大量的不同新陳代謝進(jìn)程。碳基生物儲存能量的最基本的化合物是碳水化合物。在碳水化合物中，碳原子由單鍵連接成一條鏈，由酶控制的碳水化合物的一系列氧化步驟會釋放能量，廢棄物產(chǎn)生水和二氧化碳。人類通過燃燒煤炭、石油等碳基燃料，獲取生存所需的能源動力；現(xiàn)代工業(yè)創(chuàng)造了塑料、合成纖維、石墨烯等千形萬狀的碳基材料。從出生到生命終點，碳貫穿人類的一生。沒有碳就沒有人類文明。
中國科學(xué)院李廷棟院士稱：“我們生活在一個富含碳的行星上，作為碳基生物，沒有其他元素像碳一樣對我們的生命如此重要；因為碳無處不在，又神秘莫測，地球從哪里來，最終會變成什么樣，碳科學(xué)的研究或?qū)槿祟惖囊恍┲卮髥栴}提供答案；因為碳無處不在，全球氣候變化問題日益凸顯，而二氧化碳和甲烷等溫室氣體均與碳密切相關(guān)”
價值及影響
在澎湃新聞《ChatGPT來襲！碳基生物飯碗保衛(wèi)戰(zhàn)》一文中，用碳基生物指代人類。
西班牙《趣味》月刊網(wǎng)站于2022年2月27日發(fā)表題為《ET可能長什么樣？》的文章，作者是米格爾·安赫爾·薩瓦德爾，論述了英國《皇家學(xué)會物理學(xué)數(shù)學(xué)工學(xué)分會學(xué)報·哲學(xué)匯刊》曾發(fā)表過一系列關(guān)于外星生命的文章，其中來自劍橋大學(xué)的古生物學(xué)家西蒙·康威·莫里斯認(rèn)為，人類所知道的關(guān)于進(jìn)化的知識能夠在一定程度上描繪出外星人的外觀，外星人仍將是碳基生物，與人類差別不大，因為有機(jī)化學(xué)在宇宙中無處不在，分子可能不同，但基本的化學(xué)成分是相同的。
相關(guān)概念
硅基生物
硅基生物（英語：硅based life）是指以硅元素為有機(jī)物質(zhì)基礎(chǔ)的生物。在構(gòu)成硅基生物的氨基酸中，連接氨基與羧基的是硅元素，所以稱作硅基生物。雖然硅基生物至今只是假說而被主流學(xué)界認(rèn)為尚未發(fā)現(xiàn)實例，但它卻一直是學(xué)術(shù)界和科幻小說中的熱門話題。
硅基生命是相對于碳基生物而言的。硅基生命的概念最初由波茨坦大學(xué)的天體物理學(xué)家儒略·申納爾在1891年提出。，硅化合物的熱穩(wěn)定性使得生命可以在高溫下生存，這也就給予了科學(xué)家和文學(xué)家無限探知和想象的空間。由于硅原子具有與碳相近的化學(xué)性質(zhì)，所以很可能是構(gòu)成生命的有機(jī)化合物中碳原子的可替代物。而硅基生物也必須攝入足夠的含硅食物以維持生存。
硅基生命對氧氣非常敏感。硅元素一旦接觸到氧氣，就會迅速氧化形成二氧化硅。這意味著硅基生命在地球上的生存空間非常有限，它們無法在大部分地球上的環(huán)境中生存。
參考資料 >
走向科幻般的硅基生命，人類可以嗎.廣州日報數(shù)字報.2023-10-12
宇宙搜索第 09 期第 5 頁 - 與我們所知不同 - 艾薩克·阿西莫夫的生命化學(xué).北美天體物理觀測站 (NAAPO).2023-10-12
地球生命起源探索的突破與疑問.新華網(wǎng).2024-03-09
ChatGPT來襲!碳基生物飯碗保衛(wèi)戰(zhàn).澎湃新聞.2024-03-09
外星人可能長什么樣？.今日頭條.2024-03-09
silicon-based life.daviddarling.info.2023-10-12