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外星人

發布時間:2017-11-24 09:34 來源:科技日報

   當我們幻想外星人的模樣時,會本能地基于人類的樣貌對它們的外觀進行設想:擁有靈巧雙手、雙足以及與人類相似的面部結構。要說有什么不同,一般也就是眼睛要大一點,手腳看上去都怪怪的。

  外星人或許無處不在,僅銀河系中的行星數量就有至少1000億顆,其中約有20%是宜居行星。這部分行星哪怕只有萬分之一能進化出生命,那在銀河系里地球也有成千上萬的外星生物鄰居。如果外星人真的存在,它們會是什么樣子?

  如果有一天人類真的會與外星人接觸,那么在這天到來之前,我們有必要盡可能了解這些外來物種。然而,這種預測是很困難的,原因很簡單:我們只見過一種生物——地球生物,只能基于地球生命的樣子進行推測,而這卻不一定合理。例如,地球生物的眼睛和四肢出現過多次進化,但這并不意味著別的星球上的生物也會出現同樣的進化。人類呼吸氧氣,碳是組成我們身體的基礎元素,由DNA編碼而成。同樣,這并不意味著外星生物也這樣,它們可能靠氮氣呼吸,體內的基礎元素是硅,壓根就沒有DNA 。

  牛津大學動物學系研究員 Sam Levin 等人最近在《國際天體生物學》雜志上發表一篇論文,認為我們可以從進化論的角度來了解外星人。Levin 說,在天體生物學領域,過去的研究方法在很大程度上是機械的,都是基于我們在地球上看到的,以及我們對化學、地理和物理了解來對外星人進行預測。因此我們提供了一種新方法,即使用進化理論做出獨立于地球細節的預測。

  當達爾文提出自然選擇學說時,我們不知道DNA是什么、不了解基因突變的意義。可自然選擇學說就是如此簡單,它只需三個條件便能運作:變異,與變異相關的繁殖成功,以及遺傳性的變異。

  在論文中,作者提出外星人也會經歷自然選擇嗎?如果沒有造物主,那么唯一可以用來獲得具有自我復制(像細胞或病毒)的目的方法是自然選擇。如果沒有自然選擇,生物就無法適應環境,那么它們的存在會是短暫的。

  想象一個外星人,如果它每次都能進行完美的復制,也就不會發生變異,從而不會出現任何改善;又或者它有很高的復制錯誤率,那么它會迅速毀滅。但如果外星生物是比簡單分子更復雜一些的東西,那么外星人則已經經歷了自然選擇。根據自然選擇學說的預測,它們會經歷遺傳、變異和繁殖成功。如果沒有發生這三件事,那么外星人不可能比只會復制的簡單分子更復雜。因此說,如果外星人有特定設置,那么它一定經歷過自然選擇。

  即便是細菌細胞也有其共同協作以達到目標的復雜結構,如移動和進食。換句話說,大部分我們有興趣尋找甚至能夠找到的外星生物都將是復雜的。這是因為只有簡單如分子的東西才不用經歷自然選擇。這些分子既難在物理上被檢測出來,也難以從其所在的惰性分子背景中區分出來。它們的存在是短暫的,因為沒有自然選擇來提高它們的適應性,很快便會消失。即使我們真的找到了它們,也不太可能會把它們劃分到生命這一類里。

  在地球上,基因聚集在一起形成基因組,單細胞生物的聚集能形成像人類這樣的多細胞生物。在少數情況下,像昆蟲這樣的多細胞生物,它們自身會形成像“超級生物”一樣的社會。這種事件非常稀有,需要在極端的進化條件才會發生。

  作者認為,外星生物的復雜性也需經歷重大轉變才會產生,因為這似乎是完成超越簡單分子的復制而進階的唯一途徑。由于重大轉變發生的條件很罕見,從進化論的角度來看,我們已經對其有較深的理解,這使得科學家可以對外星人的外貌進行一些猜測。

  其實,正如你我都是由細胞組成,而細胞都是由細胞核和線粒體組成,而細胞核和線粒體又都是由基因組成的一樣,外星生物也可能是以這種層級單位元間的堆疊而成的。或許外星生物不一定像我們一樣由“細胞”組成,但它們必定也是由一些曾經能獨立生存的個體組成,而反過來,這些個體的形成也依賴于外星生物的遺傳物質。

  外星人或許沒有兩條腿,但從進化的角度來看,它們的構成對我們來說比想象中要“熟悉”得多。這里說的熟悉,不是指因外觀上的相似。從外表上看,它們可能與地球上的任何生物都大相徑庭,但是在更本質的層面上,它們和我們是相似的:我們有著類似的構成結構,也經歷了相似的進化史。

  要更深刻地了解外星人可能是什么樣子,還需科學家做很多相關的工作。而其中第一個最令人興奮的問題便是:“我們是宇宙的唯一嗎?” 對于這個問題我們似乎還沒有確切的答案。但是,新發表的論文告訴我們,如果我們不是宇宙中的孤兒,那么從進化論的角度看,我們的外星人鄰居們,和我們本質上或許并沒有太大的區別。

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