太空生物學家：好戰的外星人，在到達地球前就會滅亡

想象一下，假如有一顆類地行星，也可以培養多細胞植物和動物這樣的複雜生命，那它們長什麼樣子呢？我們可以重置地球，推測生命的進化，看看會形成哪些東西。如果將生命的進化當作磁帶，重新開始播放，將會出現什麼樣的景象呢？

你也許期待這樣的結果：40億年後，地球上出現了目前的生態系統，或者另一種世界景象，活躍著完全不同的陌生生物。

雖然俗語說條條大路通羅馬，但目前生命的形成只有幾種可能的方法。生命世界有可能被包裹在脂肪膜中的DNA/RNA和蛋白質主宰，生機勃勃的生命只能從有機物中產生。如果真是這樣，類地行星上生命的進化過程將與地球上的生命相似。一旦出現第一批細胞，進化壓力也應運而生，迫使生命利用所有可能的能量來爭奪空間、營養物質和其他資源，或者相互合作、互利共贏。

研究人員認為，一旦生命出現，類真核細胞的共生髮展與多細胞生物的構建幾乎會不可避免地發生。

雖然歷經幾十億年，但人類與細菌的進化在許多方面並沒什麼變化，不過在將現有的蛋白質組合成新功能方面，進化確實很有獨創性。大自然母親遠不是一名發明家，它主要扮演著工匠的角色——重新利用細菌工具包，為新問題獻謀獻策。例如，允許脈衝在我們大腦細胞中傳播的隧道狀蛋白質與跨越細菌膜的通道直接相關。

從語言、哲學思考到太空梭的設計，所有人類的想法都基於細菌在內部環境中發明的一項古老的分子技術。

另外，探索有機體所有可能的進化路徑並不是異想天開，而是要遵循一定的法則，正如水流沿著陡峭的峽谷流淌。區域性結構的進化可以解決特定的生存問題，而且這種進化會發生很多次。

例如，在動物王國中，眼睛就單獨進化了很多次，從原始的感光點到昆蟲的複眼，以及人類這種脊椎動物的眼睛。脊椎動物的眼睛堪稱生物工程學上的奇蹟，它們可以自動調節焦距和動態光圈，在廣闊的視野下獲得如水晶般清晰的視覺效果。

這種與攝影機設計類似的眼睛在無關聯的動物群體上獨立進化了至少5次。作用在完全不同生物體上的自然選擇趨同於產生相同的結果。頭足類動物（如章魚和魷魚）的眼睛優勢遠勝於脊椎動物的眼睛，因為當它們的視神經和眼球分離時不會有盲區。

如果生命可以重新進化，你可能會認為動物很快會發展出視力。因為在感知環境方面，眼睛能為生命提供巨大的生存優勢，即使這種視力沒有攝影機似的眼睛敏銳。

進化生物學需要回答的一個重要問題是，無論生命重生多少次，生物的特點是否具有普遍性，以及是否可以重複出現。像眼睛這樣的結構已經獨立進化了好多次，是一個很好的候選者。我們可以期待類地行星上的生命也能承受一些條件而發生進化。

生物體的有些結構的進化則無關緊要，歷史的偶然性可以輕而易舉地產生不同的結果：為什麼一隻手有5根指頭？從進化上來說，5根手指頭相較於4根或者6根而言可能沒有更多的優勢。一些進化生物學家認為，5根手指頭可能是隨機選擇的結果，比如5根骨骼支撐鰭的魚擊敗了它們旱地的近親。

如果有一條不同種類的魚祖先首先爬上了岸，我們可能不太用10（10，100，1000……），而用8（8，64，512……）這樣的基數來做計算。其他的隨機事件也會對生態系統帶來巨大的影響，比如有顆隕星有70%的機率在6500萬年前撞擊了地球。

不同的生物體會遵循同樣的物理定律發生融合。在一定程度上，許多海洋物種，包括鯊魚，鯨魚和海豚這樣的哺乳動物，已經滅絕的恐龍（如魚龍），以及企鵝這樣的鳥類，都具有錐形而平滑的身體，因為這種構造高效、精幹。對於任何地外物種來說，若想在液態水或者液態乙烷中暢遊，都必須擁有這樣的構造。

在類地行星上，飛行的進化也可能是不可避免的。在地球上，這種特徵出現在翼龍（已經滅絕）、昆蟲、鳥類和蝙蝠身上。某些特殊的兩棲動物，比如一些魚類，甚至某類植物的種子，都有滑行的能力。儘管在空中飛行所需的能量嚴格限制了飛行動物的體型大小，但這種體型在逃避天敵和覓食方面具有很大的優勢。

科學家做過一些有趣的計算來判斷在其他行星上能否飛行。小於地球的行星具有較低的引力，這樣大氣壓就比較低。這意味著透過飛翼進行少量的升降和飛行可能比較困難，因此，飛行動物需要面積非常大的飛翼，才能舒緩地拍打飛翔。

比如，三億年前擁有75釐米長的雙翼的蜻蜓可以自由地翱翔在天空中。令人感到奇怪的是，在有較強引力的行星上，飛行可能更加容易，因為這類行星的鄰近地面具有厚重的大氣層，這意味著即使大小適中的翅膀也會產生很大的升力。

地球動物的其他特徵非常有效地適應了環境，其他行星的生物體也有可能出現類似的身體結構。原始生物體的構造就像一根長管，由重複、相對獨立的枝節組成。這種分段結構有利於遺傳系統進行編碼，透過在末端新增新的枝節輕易地實現生長，這種動物透過自身的簡單波動來移動，蠕蟲就是這種身體結構。

這種進化遺蹟出現在由三個部分組成的昆蟲身上，甚至出現在人類身體的椎骨和肋骨中。動物處理食物和提取營養的一種有效方法是，沿著帶有“入口”和“出口”的管道狀腸道流動。人體的構造和其他脊椎動物一樣，只不過由一個主幹支撐的多腸道體系，再加上四肢組成。

大型動物透過內部迴圈系統獲得能量的最佳途徑是，營養被輸送到物盡其用的地方，然後移除廢物。脊椎動物使用含鐵分子的血紅蛋白將氧氣輸送到代謝性細胞當中，因此血呈紅色。其他金屬離子也會參與到內部迴圈系統中，比如馬蹄蟹的血液因含銅而呈藍色，海參的面板在黃綠色之間變換。

收集周圍的資訊有助於動物找到食物，躲避天敵，因此，適當的感官進化是可以預測的。

聽覺能夠在大多數環境下感知周邊的動靜，對生存大有裨益；在光亮的區域，視覺也非常有用；化學感應（味覺和嗅覺）透過接觸化學物質來反饋資訊。有些動物對磁場和電場非常敏感。集中的神經系統可以加速資訊的處理速度，讓你能夠快速地感知附近發生的事情，減少反應時間。

雖然高等動物的眼睛、耳朵、鼻子和嘴巴的位置不盡相同，但頭部都位於身體前面。植物世界也存在著廣泛的趨同進化。植物進化出了5項基本技能：保持水分、保持體內氣體和大氣的交換、收集陽光、孢子可以擴散以及擁有機械穩定性。

植物會根據當地的環境，因地制宜地生存。乾旱地區的仙人掌粗而短，很少有分支結構，這樣可以節約水分。植物通常有寬平的樹冠，這樣可以最大限度地增加光線吸收面積。

外星世界也有可能存在類似的機制，或者形狀類似的樹木。在強風凜冽或者擁有強大引力的行星上，機械穩定性是首要考慮的條件。

這裡的樹木比較低矮，很少會延伸出分支。在被紅矮星潮汐鎖定的行星上，如果存在可怕的颶風，這裡的樹可能長得像紫菜一樣，擁有靈活的莖和流動的複葉，以便在呼嘯的狂風中殘存。

複雜的地外生命可能在許多方面與地球生命非常相似，我們可能會立即識別出外星世界的樹木，甚至動物的一些特徵，比如節、鰭、四肢、眼睛、內臟和心靈。感覺器官的排列、面板的構造和腿的數目更可能是偶然出現的，因此，我們無法預見生命會出現哪種特殊情況。人類級別的智力是隨機出現的還是進化的必然產物，迄今為止我們依然不確定。

設地外物種的智力進化到至少與人類同等的水平，他或者她（區分外星人的性別讓人頭痛，假設他們有兩種性別，甚至可以進行有性繁殖）駕馭著外表光亮的飛碟降落在白宮的草坪上。那麼我們期待它們進化到哪一步呢？它們會走出、爬出航船，還是滑行出來，甚至像液體一樣流出來？它們有可能是令我們大跌眼鏡的綠色怪物嗎？

我們有能力對地外生命做出合理自信的判斷。幾乎可以確信的是，它們是一種陸地動物。海洋生物所需的鰭（魚類或海豚的鰭）不是特別靈巧，也不適合使用工具來製造工具或者改善環境。顯然，假想像章魚那樣靈活的外星生物的存在將與上文的觀點背道而馳，很難想象它們如何在水下使用明火，從礦脈中採掘礦石來冶煉金屬，這些原料對人類技術的發展至關重要。

我們的天外來賓也許渾身都是綠色的。陸地生物一般都擁有這種顏色，主要是因為，綠色源自植物中的光合色素葉綠素，動物出於偽裝需要著上這種顏色，這樣有利於在植被中隱藏。一些研究人員認為，葉綠素分子非常普遍，遍佈星系的生物可以利用它來吸收恆星的光芒。然而，光的波長依賴於發射光線的恆星有多熱。因此，一顆溫度比太陽低的恆星會發射出比可見光還多的紅外光。因此，光合色素需要被調諧，從而吸收紅矮星的光線，這樣映入我們眼簾的地外生命可能不是綠色的了。

因此，在寒冷母星庇護的行星上，地外生命可以將自己的外表偽裝成與植被相近的顏色，這種顏色不可能是綠色的。它們的眼睛對低波長的光可能最為敏感，因此它們會以完全不同的方式感知周遭的世界，可能會將飛船漆成紅外線的“顏色”。因此，如果走出飛碟的生物呈明亮的綠色，你可以將這歸結為一個不太可能的巧合，或者得出它們的恆星與太陽非常相似的結論。

或者，地外生命的面板呈綠色不是為了偽裝，而是因為它們靠葉綠素來提供營養。地球上的植物透過光合作用自給自足，而動物透過吃植物或者吃擁有能量的動物來間接獲取能量。如果給定一個新的開始，是什麼阻止了進化賦予蜥蜴類似太陽能電池板的綠色面板以在白天產生少許的能量？

簡單的答案是光合作用，即使假設動物永遠不需要躲避它們的敵人，或者因為其他原因躲避在樹蔭下，光合作用也不會產生足夠多的能量，以滿足動物的需求。只有大約8%的光能照射在植物上被轉化成糖類。對於與人類大小的動物的面板來說，這還不足以提供肌肉和腦供能的10%的能量。

複雜動物不能透過光合作用維持生命，需要從含有現成營養的動植物上獲取能量，而且需要氧氣來進行呼吸作用，產生足夠多的能量來滿足細胞的高要求。

一些來自進化方面的合理原因表明，我們不應該期待地外訪客擁有凸顯的眼睛。視力擁有極其重要的感知能力，可以感知周邊的環境，被認為是複雜的陸地生物所具有的普遍特徵。不過，許多生物進化出來的視力非常差，它們也許能看清太陽的方向或者及時發現猛撲過來的捕食者，卻不能提供良好的解析度來推動高智慧的發展。

據認為，昆蟲的複眼可以觀察到非常開闊的區域，並擁有相當清晰的視覺效果。但據計算，若想擁有與人類相同的視力，複眼的直徑必須超過1米。因此，外星人很有可能像人類一樣，透過攝影機似的眼睛注視著我們。

作為“怪物”的技術型外星人是什麼樣的呢？從能量限制的角度來說，任何高智慧的動物必須是或者至少部分是食肉動物。因為比較大的大腦（地外生命的大腦中集中了大量的神經細胞）所需的能量更高，需要食用其他動物才能獲得。活躍的獵人同樣會迫於進化壓力來提高應變能力，以成功獲得獵物。食草動物則需要花更多時間來悠閒地啃食植物。

我們的地外訪客不可能是領地意識很強的孤獨獵人，它們必須是社會物種，與自己的同類和平群居，相互學習文化，交流資訊和思想，積累知識，推動技術的進步。孤立的個體無法打造一艘飛船，必須藉助不同成員齊心協力才能完成。

另外，好戰的物種可能在生命的火種在星系間傳播之前早就滅亡了。在人類的發展征程上，太空飛行或者星際無線電通訊技術的出現時間與92號元素鈾的非凡效能的發現幾乎在同一時間。在意識到鈾元素可能會產生不可控制的核裂變之後，我們立即用它來製造武器去殘殺自己的同胞。因此，好戰、暴力的物種可能在星際旅行和造訪地球之前由於太過於科技化，早就自取滅亡了。

走出飛船的地外物種不太可能是擁有雙臂的直立雙足動物，不太可能像我們想的那樣擁有能被識別的面孔和頗受科幻作品青睞的服飾。不過，它們可能與我們有一些共同特徵，比如擁有內臟、內部的血管迴圈系統，以及帶有眼睛的頭部。幾乎可以肯定的是，它們是從分支祖先那裡進化而來的，有著發達的肺，深深地呼吸著氧氣，下一個到訪的星際來客也是如此。

注：以上內容來自《人人都該懂的地外生命》

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