外星生命是科學(xué)界一個充滿謎團和誘惑力的話題，如果存在比地球人類更先進的外星種族，它們或許是親近友好的，像科幻電影中描述的發(fā)生“第一次接觸”，但也有可能它們是宇宙中游蕩的侵略者，登陸地球之后將帶給人類滅頂之災(zāi)……
如果我們看到外星生物，如何識別它們？
這些問題距離人類現(xiàn)實生活太遙遠，從最基礎(chǔ)的角度來講，什么能讓你相信外星人的存在？這個問題是近期在美國加州斯坦福大學(xué)召開的天體生物學(xué)會議上提出的，與會專家提出一些觀點，例如：行星大氣層中獨特氣體成分，行星表面怪異的熱量梯度，勘測到這些信息或許能證明外星生命的存在。但是這些均不具備確鑿的說服力，其中一位科學(xué)家提出了解決方案——對外星人拍張照片！
當場某些專家笑出聲了，一些專家低聲點頭表示贊同，的確！拍攝一張外星人的照片是最令人信服的證據(jù)，這是證實地球人類并非宇宙唯一高等智慧生命的絕佳方案。
科學(xué)家描述最靠譜的外星生物啥樣？
外星人究竟長啥樣？人們可能首先聯(lián)想到科幻電影中滑稽可愛的小綠人，或者會想到恐怖片《異形》中能夠瞬間吞食人類的外星怪獸。目前，科學(xué)家描述了一張迄今“最靠譜”的外星生物圖像，稱它們命名為“Glipgloops(結(jié)狀變異蟲)”。
為什么這張圖像會具有強大的說服力呢？依據(jù)圖像描述，如果我們在外星球上發(fā)現(xiàn)它時，或許只把它露出地面的部分當作巖石。在浩瀚的太空環(huán)境，某顆行星環(huán)繞恒星運行，其表面潛在的生命形式將是非常奇特，遠超出人類想象空間。那么，我們可以從哪些特征知道它是生命？這個問題和答案與我們對外星人的搜尋密切相關(guān)，也與我們期待發(fā)現(xiàn)的外星生命有關(guān)。
天體生物學(xué)，是科學(xué)家對其它星球上潛在生命的研究，現(xiàn)已從生物學(xué)、化學(xué)和天文學(xué)的邊緣學(xué)科發(fā)展成為領(lǐng)先的跨學(xué)科領(lǐng)域，吸引了來自全球各地頂尖機構(gòu)研究人員的關(guān)注，并且獲得來自美國宇航局和商業(yè)機構(gòu)資助的大筆研究資金。但是天體生物學(xué)家究竟在尋找什么？我們怎么知道何時喝香檳慶祝一下？
生物外觀特征源自生物適應(yīng)性
生命和非生命形式之間的區(qū)別在于它們的“外觀設(shè)計”。對于活體生物，從最簡單的細菌，到高大的紅杉樹，它們都有大量復(fù)雜部分結(jié)合在一起，使得生物體保持正常工作。
你可以想一下，你的手、心臟、脾臟、線粒體、纖毛、神經(jīng)細胞、腳趾甲，都能協(xié)同運行，與人體行為保持同步，完成日常的行走、吃飯、思考和生存……相比之下，即使最美麗的自然巖層，它仍然不是活體，也不及單個菌細胞一小部分結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，菌細胞能夠協(xié)調(diào)運行，有助于細胞分裂和繁殖。
與灰塵和風(fēng)等自然元素不同，生命試著做一些事情——吃食物、生長、生存和繁殖后代。如果你嘗試擠扁一只彈性蟲子，你就會知道生物體并不需要復(fù)雜思維來使自己幸存下來，往往它們的生存意愿都是一種本能。例如：為了尋找食物和躲避掠食者，松鼠會從一個樹枝跳躍到另一個樹枝；植物為了生存下來，將“試圖”朝向太陽光線的方向，并從土壤中盡最大可能吸取營養(yǎng)物質(zhì)。
活體生物不僅由許多復(fù)雜部分構(gòu)成，而且所有這些部分都有共同的目標——生存與繁殖。這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)和明顯目的結(jié)合在一起，也被人們稱為生物適應(yīng)性，可用于定義生命特征。當我們看到Glipgloops外星生命圖像時，正是這種生物適應(yīng)性讓我們感到震驚，我們從中清楚地看到普通巖石與令人興奮的外星生命結(jié)構(gòu)設(shè)計之間的差別。這對于我們而言是個好消息，因為只有一種方法才能獲得這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計——自然選擇。
變異、遺傳和差異成功
當外星生命具備一些元素(例如：細胞、復(fù)制因子、假想物種Glipgloops的生理結(jié)構(gòu))，以及表現(xiàn)出3種特性(變異、遺傳和差異成功)，自然選擇就會發(fā)生，這一過程源于生命存活本能，因此科幻電影中描繪外形像人類的小綠人，它們存在的科學(xué)依據(jù)并不充分。
目前科學(xué)家描繪的Glipgloops圖像非常有意思，讓人們擁有充足的想像空間，一些Glipgloops生育了一些長眼莖幼蟲，這是變異所致，它們比普通幼蟲長著更長的眼莖。之后長眼莖幼蟲成熟繁殖出更多的長眼莖幼蟲，這是變異遺傳的結(jié)果，這些長眼莖Glipgloops將不滿足地下棲息環(huán)境，從甲烷洞鉆出去，探索地面環(huán)境，并繁殖更多的后代，出現(xiàn)了變異相關(guān)的差異成功。最終結(jié)果是，隨著時間推移，Glipgloops進化形成細長的眼睛。
通過以上這個假想物種進化例子，可說明自然選擇決定物種外觀的發(fā)展過程，在每一時刻、每一代的出生，只有具備更好繁殖能力的個體才能被自然“選擇”。隨著時間推移，種群會逐漸演變成具有繁殖目標的結(jié)構(gòu)設(shè)計，這是非常精確的，因為自然選擇標準總與身體結(jié)構(gòu)設(shè)計相輔相成。
你可以想象一下，一輛汽車所有零件都需要不同的藍圖設(shè)計，最后你將無法制造出一輛完全相同的汽車。這體現(xiàn)了自然選擇不可動搖的定律——基因?qū)蟠哂械倪z傳作用，才使得沒有設(shè)計師的情況下，從自然選擇和適者生存的角度出現(xiàn)“最合理的物種結(jié)構(gòu)設(shè)計”。
事實上，自然選擇的標準非常一致，以至于一個有機體被設(shè)計成為只能為后代貢獻基因的“繁殖機器”。這就是為什么我們未能發(fā)現(xiàn)為物種整體利益而犧牲的生物，一般來講，生物個體都是自私的，以犧牲其他個體作為代價，保證自己繁殖連續(xù)性是一種很好的基因傳遞途徑。有時，我們確實會在大自然中看到“犧牲和協(xié)作”，但是該現(xiàn)象只出現(xiàn)在協(xié)作對自己有益處的情況下，或者犧牲對你的合作方有利的時候。例如：作為具有共享基因的蜜蜂，蜜蜂心甘情愿為蜂后（它們的母親）犧牲，如果蜂后可以生育100只雌性后代，它們都會攜帶蜂后一半的基因。這些特質(zhì)將產(chǎn)生更多的基因表現(xiàn)，同時個體在什么時候以及做出多大程度的犧牲的相關(guān)計算，都是非常精確和嚴格的。這就是為什么進化生物學(xué)家可以建立數(shù)學(xué)模型正確預(yù)測雌鳥可允許多少只幼鳥生活在鳥巢中，以及黃蜂吃掉自己兄弟姐妹的概率。這種自然選擇嚴格算法對于天體生物學(xué)家而言同樣具有很大的研究價值。
自然選擇和進化數(shù)學(xué)理論預(yù)測外星生命
一個思路將揭曉外星生物進化：生命而其外觀設(shè)計而變得特殊。在沒有“設(shè)計師”的情況下，獲得生物外觀設(shè)計唯一的方法就是自然選擇。因此，外星生物一定自然選擇的產(chǎn)物。自然選擇遵循某些規(guī)律，只能產(chǎn)生特定種類的生命形式，因此，天體生物學(xué)家可以利用自然選擇和進化數(shù)學(xué)理論，預(yù)測外星生命的存在。
科學(xué)家描繪的Glipgloops也算是生命嗎？人們看到這張圖片時肯定會產(chǎn)生這樣的疑問，顯然這僅是科學(xué)家對外星球最簡單生命形式的預(yù)測，并不代表外星生命的智慧等級一定能超越人類。但是我們能夠看到即便是像細菌一樣簡單的生物，也無法脫離自然選擇。即使是后生物時代、掌握高科技的外星人，最終也是自然選擇的產(chǎn)物。但是我們需要考慮一個邊緣性情況：想象一下，在一個完全陌生的星球，有大量復(fù)制分子，就像微型裸體基因一樣，如果它們復(fù)制自己的基因，并且每次復(fù)制都是非常完美，沒有變異和差異成功，那么，它們就不會獲得自然進化。
Glipgloops圖像非常有價值
這算是生命嗎？也許吧，但它們并不會讓科學(xué)家感興趣。首先，沒有發(fā)生變異，生命分子永遠不會改變，或者變得更具適應(yīng)性，或者進化成為更有趣和更復(fù)雜的生物形式。在遙遠行星上發(fā)現(xiàn)微小的細菌或者體形碩大的熊，意味著宇宙中可能存在各種外形和大小的生命。這些復(fù)制因子不會有任何價值和意義，更有問題的是，它們的存在很可能短暫的——沒有自然選擇，它們將無法適宜所在星球發(fā)生的變化，因此在人類發(fā)現(xiàn)它們之前就消失滅絕。
自然選擇的論證是強而有力的，即使在邊緣情況下也能適用。這使我們能夠使用地球作為預(yù)測生物進化的工具來預(yù)測其它地方的生命發(fā)展。
之前天體生物學(xué)領(lǐng)域的研究是從從地球上發(fā)生的進化推斷作出的科學(xué)結(jié)論，這可能會限制我們的視野，使我們只注意到某些特定方面，例如：DNA或者碳基生命，這都不會影響到其它星球。另一方面，自然選擇是普遍存在現(xiàn)象，它不依賴于DNA(值得注意的是，查爾斯·達爾文對基因概念并不知曉)、碳化學(xué)或者水的存在。它的運行非常簡單，只需要一些成分——這是創(chuàng)造生命的唯一方法。
科學(xué)家描繪的Glipgloops圖像非常有價值，能夠呈現(xiàn)一定的精神意象，圖中的生物結(jié)構(gòu)是為適應(yīng)周圍環(huán)境而設(shè)計的。但是我們依據(jù)這張圖像就聲稱外星人是長有眼睛、四肢，身體是綠色的，這不是較好進化論所做出的預(yù)測結(jié)果，但是依據(jù)自然選擇論，外星生物的外觀結(jié)構(gòu)、生存目標和進化路徑都是受限的。
我們的研究小組依據(jù)這幅草圖想象出一種結(jié)節(jié)狀外星生物，并開玩笑地稱它為“octomite”，它曾是一個單獨存在的實體，為了生存、繁殖和進化而努力，我們?nèi)绾巫R別外星人呢？它將包括一個實體層次結(jié)構(gòu)，每個較低級別的利益與上層級別的組成保持一致，我們設(shè)想的這幅圖像將展示勞動分工，各個部分以相互依賴的方式從事不同任務(wù)。
將生物進化理論納入我們天體生物學(xué)工具的工作剛剛開始，關(guān)于外星生物，達爾文還能告訴我們什么呢？或許還有很多，如果這幅圖像如果真的出現(xiàn)在地球上，那么它對于我們而言是一種全新的物種。但是對于進化生物學(xué)學(xué)生來講，他們會比較了解。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。