想知道外星人长什么样?进化论或能告诉你

2017-11-20 09:45 来源:科技日报 
2017-11-20 09:45:10来源:科技日报作者:责任编辑:张佳兴

  当我们幻想外星人的模样时,会本能地基于人类的样貌对它们的外观进行设想:拥有灵巧双手、双足以及与人类相似的面部结构。要说有什么不同,一般也就是眼睛要大一点,手脚看上去都怪怪的。

  外星人或许无处不在,仅银河系中的行星数量就有至少1000亿颗,其中约有20%是宜居行星。这部分行星哪怕只有万分之一能进化出生命,那在银河系里地球也有成千上万的外星生物邻居。如果外星人真的存在,它们会是什么样子?

  如果有一天人类真的会与外星人接触,那么在这天到来之前,我们有必要尽可能了解这些外来物种。然而,这种预测是很困难的,原因很简单:我们只见过一种生物——地球生物,只能基于地球生命的样子进行推测,而这却不一定合理。例如,地球生物的眼睛和四肢出现过多次进化,但这并不意味着别的星球上的生物也会出现同样的进化。人类呼吸氧气,碳是组成我们身体的基础元素,由DNA编码而成。同样,这并不意味着外星生物也这样,它们可能靠氮气呼吸,体内的基础元素是硅,压根就没有DNA 。

  牛津大学动物学系研究员 Sam Levin 等人最近在《国际天体生物学》杂志上发表一篇论文,认为我们可以从进化论的角度来了解外星人。Levin 说,在天体生物学领域,过去的研究方法在很大程度上是机械的,都是基于我们在地球上看到的,以及我们对化学、地理和物理了解来对外星人进行预测。因此我们提供了一种新方法,即使用进化理论做出独立于地球细节的预测。

  当达尔文提出自然选择学说时,我们不知道DNA是什么、不了解基因突变的意义。可自然选择学说就是如此简单,它只需三个条件便能运作:变异,与变异相关的繁殖成功,以及遗传性的变异。

  在论文中,作者提出外星人也会经历自然选择吗?如果没有造物主,那么唯一可以用来获得具有自我复制(像细胞或病毒)的目的方法是自然选择。如果没有自然选择,生物就无法适应环境,那么它们的存在会是短暂的。

  想象一个外星人,如果它每次都能进行完美的复制,也就不会发生变异,从而不会出现任何改善;又或者它有很高的复制错误率,那么它会迅速毁灭。但如果外星生物是比简单分子更复杂一些的东西,那么外星人则已经经历了自然选择。根据自然选择学说的预测,它们会经历遗传、变异和繁殖成功。如果没有发生这三件事,那么外星人不可能比只会复制的简单分子更复杂。因此说,如果外星人有特定设置,那么它一定经历过自然选择。

  即便是细菌细胞也有其共同协作以达到目标的复杂结构,如移动和进食。换句话说,大部分我们有兴趣寻找甚至能够找到的外星生物都将是复杂的。这是因为只有简单如分子的东西才不用经历自然选择。这些分子既难在物理上被检测出来,也难以从其所在的惰性分子背景中区分出来。它们的存在是短暂的,因为没有自然选择来提高它们的适应性,很快便会消失。即使我们真的找到了它们,也不太可能会把它们划分到生命这一类里。

  在地球上,基因聚集在一起形成基因组,单细胞生物的聚集能形成像人类这样的多细胞生物。在少数情况下,像昆虫这样的多细胞生物,它们自身会形成像“超级生物”一样的社会。这种事件非常稀有,需要在极端的进化条件才会发生。

  作者认为,外星生物的复杂性也需经历重大转变才会产生,因为这似乎是完成超越简单分子的复制而进阶的唯一途径。由于重大转变发生的条件很罕见,从进化论的角度来看,我们已经对其有较深的理解,这使得科学家可以对外星人的外貌进行一些猜测。

  其实,正如你我都是由细胞组成,而细胞都是由细胞核和线粒体组成,而细胞核和线粒体又都是由基因组成的一样,外星生物也可能是以这种层级单位元间的堆叠而成的。或许外星生物不一定像我们一样由“细胞”组成,但它们必定也是由一些曾经能独立生存的个体组成,而反过来,这些个体的形成也依赖于外星生物的遗传物质。

  外星人或许没有两条腿,但从进化的角度来看,它们的构成对我们来说比想象中要“熟悉”得多。这里说的熟悉,不是指因外观上的相似。从外表上看,它们可能与地球上的任何生物都大相径庭,但是在更本质的层面上,它们和我们是相似的:我们有着类似的构成结构,也经历了相似的进化史。

  要更深刻地了解外星人可能是什么样子,还需科学家做很多相关的工作。而其中第一个最令人兴奋的问题便是:“我们是宇宙的唯一吗?” 对于这个问题我们似乎还没有确切的答案。但是,新发表的论文告诉我们,如果我们不是宇宙中的孤儿,那么从进化论的角度看,我们的外星人邻居们,和我们本质上或许并没有太大的区别。(藤 文)

[责任编辑:张佳兴]

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