如何正確辨別外星生命?可能有多種生命形態

2020-12-08 騰訊網

說起外星生命,首先浮現在你腦海裡的畫面是怎樣的?

我們可能會想到大導演史蒂芬·史匹柏電影《E.T.》中身材矮小、腦袋扁扁,又十分友好的外星植物學家,又或是電影《異形》中外表像蟲子一樣的可怕怪物。

事實上,描述外星生命的電影有很多,比如《第九區》《獨立日》《世界大戰》和《黑衣人》等。在每一部電影中,人們都以完全不同的方式描繪著外星人——從人形到類人形、再到完全非人類。

不過,這其實也側面地反映了一個問題,我們其實並不知道外星生命的樣子,所有的描述只能通過想像。正因為我們從來沒有真正地見到過或找到過外星人,於是就有了關於外星生命的各種推測。當然這些推測並不僅限於電影中,今天大多數對外星人的探索都是基於假設和推測的。因此,有人提出人類一直沒找到外星生命的原因是我們的方向出了錯。那麼我們到底怎麼出錯了呢?我們又該如何理解外星生命?

多種可能的生命形態

目前,科學家尋找外星生命的主要方向還是尋找液態水和碳元素,因為地球上的生命都是以碳元素為基礎的,沒有液態水便無法生存,而且科學家也沒有發現任何可以脫離液態水而保持活動狀態的生命。也就是說,我們對外星生命的定義是地球以外的符合人類現有認知水平的生命。

然而,這樣的定義很可能阻礙了我們發現外星生命,因為人類的「非注意盲視」心理問題,在搜尋地外生命時,我們總是傾向於從人類自身的認識能力和意識中尋找它們,而完全忽略了其他的可能。例如,目前提出的外星生命宜居帶理論僅僅適用於碳基生命而已。

除了碳基生命,大多數讀者應該還聽說過矽基生命、硼基生命和砷基生命等。因為碳原子之間可以形成十分穩定的化學鍵和長鏈,同時碳也是構建複雜大分子的完美基石,碳原子內部有四個未配對的電子,可以與其他元素形成許多相對穩定但也容易斷裂的共價鍵,形成脂肪、糖類、胺基酸等有機物,所以碳元素是完美的生命「骨架」。

此外,最常被提及的其他可能的生命形態是矽基生命,因為在元素周期表中,矽位於碳的下方,所以和碳元素的許多基本性質都相似,比如說碳能和四個氫原子化合形成甲烷(CH4),而矽也能同樣形成矽烷(SiH4);而且矽和碳兩種元素都能組成長鏈或聚合物(質量較大的鏈狀化合物),兩種元素都可以與氧結合,並交替排列形成長鏈。碳-氧鏈可以形成「聚縮醛」,它經常用於合成纖維,而用矽和氧搭成骨架可以產生「聚合矽酮」,一些特殊的生命形態就有可能以類似矽酮的物質構成。而且許多矽基化合物比碳基更耐高溫,比如矽-氧可以承受大約327℃的溫度。因此科學家相信,由於矽-氧化合物能承受高溫,矽基生命可以在更炎熱的行星上生活,所以外星生命有可能是矽基的。外觀看上去,矽基動物很可能像是會活動的晶體。科學家們推測上述其他生命形態的原因也差不多,就不再贅述了。

根據目前的宇宙理論,宇宙的95%是暗物質和暗能量,發光物質僅佔很少的含量,而發光物質中大部分可以看作是等離子體。那麼,暗物質、暗能量,又或者等離子能否構成新的生命形式呢?既然不能證明也不能證偽,我們也不能完全否定這種可能性。

外星生物也經歷自然選擇

僅僅因為地球上很多生物有眼睛和四肢,不代表其他星球上也會出現這種生物特徵;僅僅因為我們是利用「DNA」編碼的,並不意味著外星生命也是,它們可能利用「XNA」。既然我們不能完全參照現成的地球生命來預測外星生命,那麼在浩瀚無垠的宇宙中,天體生物學家如何尋找和確定外星生命體呢?

英國牛津大學研究員薩繆爾·萊文認為,進化論也許可以幫助我們尋找外星生命。

為什麼這樣說呢?

首先,生命與非生命的區別之一就是它的構成。生物體一定不是單一的,比如一個分子是不可能組成生物體的。從病毒到草履蟲(單細胞生物),再到大型的動植物,生物體是由多個部分組成的,並且所有這些部分有著共同的目的——生存和繁殖。即使外星生命的外表、遺傳因子和構成(比如矽基生命)與我們完全不一樣,但它們一定是由多部分組成的,這些部分通過合作達到共同的目的。

其次,由於地球環境在不斷變化,為了適應變化了的環境,地球生命也要發生變化,這就是進化。而別的天體也不可能一成不變,如果這種天體上孕育出生命,那也必須有適應天體環境變化的進化。我們可以肯定,地球生命所經歷的進化歷程同樣適用於外星生命。

自然選擇理論包含三個方面:變異(短脖子長頸鹿種群中出現了長脖子長頸鹿),變異的遺傳性(長脖子長頸鹿的寶寶也是長脖子的),與變異相關的差異化成功(長脖子長頸鹿可以吃到更多的葉子,生更多的寶寶)。由此我們可以認為,如果有外星生命,那麼它們一定經過了變異。沒有自然選擇的話,外星生命將無法適應行星的環境變化,在我們發現它們之前,就消失了。

在外星生命變異的過程中,它們的複雜性(即生物體結構的複雜程度)會進一步提高。有時,獨立的生物體會聚集在一起形成新的個體,比如單細胞生物形成多細胞生物;有時,生物體會呈現嵌套型的多層次結構,比如細胞由細胞核和線粒體組成,線粒體和細胞核又都包含遺傳物質(DNA)。儘管外星生命可能不是由細胞組成的,但它們是由曾經獨立生活的部分組成的,而這些部分反過來也是外星生命的遺傳物質。

為了將自己的理論具象化,萊文和同事想像出了一種酷似塊莖植物的外星生物,取名為「Octomite」。這種複雜生物由眾多較小的生命結構組合而成,各生命結構為追求共同的目的而合作。

科學家們仍努力探尋著「我們是宇宙中的孤獨者嗎?」這一問題的答案,雖然我們仍無法繪製出外星人的真實樣貌,但至少在我們遇到外星人時,可以通過我們自己的特點認出它們。

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