利維坦按：一個星球含氧量百分之二十幾和百分之三十幾的差別，真就部分決定了生活在其中的生物體型大小……比如那些在我們現今看來不可思議的生物體型，像狗一般大小的甲蟲，烏鴉一般大小的蜻蜓。另外，正如文中所言，引力的強弱也是決定生物體型大小的一個重要因素。試想，一個引力很弱的星球上生活著體型如鯨一般大小的物種，卻可以漂浮在半空中，僅僅想想就覺得很奇妙啊！！
文/Charlie Jane Anders、Gordon Jackson
譯/喬琦
校對/苦山
原文/io9.gizmodo.com/5784971/how-to-create-a-scientifically-plausible-alien-life-form
本文基於創作共同協議（BY-NC），由喬琦在利維坦發布
文章僅為作者觀點，不代表利維坦立場
外星生物。圖源：Abiogenesis on DeviantArt
光是我們的銀河系裡就可能存在20億個像地球這樣的行星，所以，地外生命存在的可能看起來是越來越高了。那麼，生活在其他星球上的生物會長成啥樣呢？這大概是科幻小說家應該去努力想像的事了。
不過，你要如何創造出和地球上所有生物都真正不同的外星生命，而不僅僅是人類或其他地球生物的輕微修改版呢？為了能夠整理總結「從零開始創造真正外星生命」的分步教學指南，我們和外星生物學家進行了一番交談並且作了相關延伸研究。別在沒有閱讀這本可攜式指南的情況下，憑空捏造生命！
外星生命的基礎是什麼？
你也許此前就已經聽說過「碳基生命」這個詞彙，不過，它到底是什麼意思？碳元素是地球上所有生命的基礎，它們會和其他元素（比如氧、氫和氮）結合在一起。因此，很多人都認為，無論我們在哪兒發現了外星生物，它們都應該是碳基生命。卡爾·薩根（Carl Sagan）將這種假設戲稱為「碳沙文主義」。
碳的確是十分優秀的生命基石，因為它以全碳「骨架」的形式形成穩定化學鏈，這一點是其他已知元素做不到的。同時，碳也是構建複雜大分子的完美基石，因為碳原子內部有四個未配對電子，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。由於年邁恆星天然就能生產碳（同時還有氮和氧），宇宙中的碳元素似乎相當豐富。
即便是在那些以研究外星生命為生的科學家群體內部，外星生命是否必須以碳為基石似乎也存在巨大爭議。美國宇航局天體生物學家林·羅斯柴爾德（Lynn Rothschild）在回答有關外星生命的問題時說：「外星生命肯定是碳基的。」而搜尋地外文明計劃（SETI）資深天體生物學家塞斯·肖斯塔克（Seth Shostak）則稱碳元素「很可能是形成生命的生物學前提條件」。
此外還有賓夕法尼亞州立大學地球科學系吉姆·卡斯廷（Jim Kasting）博士，他表示：
在元素周期表中，矽就在碳的下方，並且也能形成某些化學鏈，但矽和氧形成的化學鍵實在是太牢固了，牢固到直接形成了巖石。我覺得生命應該是碳基的，並且我還認為，無論何種生命都需要液態水，或者某種非常接近液態水的物質。氨水混合物也許能行。
另一條對矽基生命不利的問題在於：矽元素形成的化學鍵化學性質還是太活潑了，無法長時間保持穩定，美國宇航局天體生物學家麥可·紐（Michael New）如是說。
圖源：Alien Species Wiki
不過，科羅拉多大學天體生物學家馬克·布洛克（Mark Bullock）博士則對外星生命持更加開放的態度：
在類似地球的液態水行星上形成的外星生命很可能是碳基的。不過，原則上說，那些更炎熱行星上形成的外星生命有可能是矽基生命。它們肯定長得更透明、更像巖石，但仍能靈活、敏捷地行動。然而，生命形式應該還有很多可能，比如在氣態巨行星上漂浮的、具有知覺的大氣球形生物，或者在宇宙空間中飛行的等離子云型智慧生物。
圖源：Alien Species Wiki
他還點名讚賞了《星際迷航》（Star Trek）中的某些生物，尤其是某一集中企業號遭遇的宇宙阿米巴蟲——這種外星生物的設計概念很簡潔，但主角們可費了不少勁才最終擊敗它。
硫基生物加德梅爾人。圖源：GateWorld
除了矽元素之外，還有別的已知元素可能構成生命嗎？磷能夠自行生成長鏈分子，和氮結合在一起的時候還能生成其他各類分子。硼的化學性質比碳還要活潑，但可能還是太過稀少了，這點和矽類似。硫也能形成長鏈分子，可也會遭遇和矽、磷相似的問題，因此硫基生物不太可能存在，不過，《星際之門》（Stargate）裡還是出現了加德梅爾人（Gadmeer）這種硫基生物。【電視劇裡塑造的外星生物還有《星際迷航》中的晶體生物索利安人（Tholians）以及《神秘博士》（Doctor Who）中的碲基生物克羅頓人（Krotons）。】
晶體生物索利安人。圖源：Gfycat
當然，外星生命也很可能是由某些人類現代科學未知的新奇元素構成的，並且不受DNA、RNA以及胺基酸這些地球生命必備條件的限制。
紐指出，即便是在碳基生命的框架之下，也可能存在各種各樣的生物化學過程以及生命循環。即便是在我們的地球上，看看原核生物、真菌以及原生生物，你就知道生物的生存方式究竟可以有多麼不同了。早在2007年的時候，美國國家科學研究委員會就發布了一份主題為「古怪生物」（Weird Life）的報告。報告中討論了外星生物的生理可能和地球生物生理有怎樣的巨大差異——即便它們也是碳基生命。
（www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=11919）
外星生命的演化環境會是怎麼樣的？
無論是地球生命還是河外行星上可能存在的外星生命，它們的演化過程都是由生存環境塑造的。不了解生物的演化環境，你就永遠不知道如何創造理論上可行的生命形式。
例如，布洛克就表示，你應該考慮外星世界上的引力情況：強引力世界上會繁衍出矮胖型生物，而在質量較小的衛星上則會繁衍出又高又瘦的生物。肖斯塔克則表示，像地球這樣的星球不太可能繁衍出比美國五角大樓大太多的生命形式。
圖源：Alien Species Wiki
那麼，智慧生命有可能脫離星球，在星際空間中演化嗎？紐表示多半不行，原因是星際空間裡有大量輻射。卡斯廷則更進一步，他認為，智慧生物只能在除了擁有固態或液態地表且「大氣壓、氣溫及環境條件均保持穩定」的行星上生存。尤其是，如果你的科幻故事裡還需要這些智慧生物能夠建造宇宙飛船或是星際通訊設備，你很可能需要一個與地球狀況類似的行星，而且這些智慧生物最好生活在固態地表上。
最近，科學家想像出的一種結節狀外星生物，並開玩笑地稱它為「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。圖源：Courtesy Helen Cooper/Cambridge University
紐表示，你必須牢記的是：「生命及其賴以生存的星球其實是協同演化的。」環境並不是一成不變、生來如此，環境塑造生命的同時，生命也對環境產生了不可磨滅的影響。例如，地球大氣中的所有氧都是由生命產生的——在細菌學會利用光合作用有機地將水分解成氫和氧之前，地球大氣中的氧少到基本可以忽略。紐表示：「氧含量的『突然』上升極大程度地改變了地球的化學環境，並且很可能給所有那些之前在無氧環境中演化的生物帶來了巨大的生存危機。」
外星生命以什麼為食？
所有生命都需要能量，並且這種能量必須以生命可以輕易轉化的方式產生。就我們所處的地球來說，所有能量的終極來源就是太陽，它以光和熱的形式提供能量，而植物則將光和熱轉變成食物並且最終形成地球生命所需的能量。
所有地球生命都通過這樣一條連續生物鏈獲取自己所需的能量：太陽 → 食草動物 → 雜食動物 → 食肉動物。這條生物鏈的每個環節都要淨消耗前一環節總能量的90%左右，這意味著，總的來說，生物在生物鏈上的位置越往後，其數量就越少。（因此，植物的數量要比長頸鹿多，而長頸鹿的數量又肯定多過獅子。）這條結論大概是「放之外星也皆準」的，所以，如果你創造的生物是生物鏈中的生產者，那它們的數量應該多過以其為食的消費者。同樣的道理，如果生物鏈上的某一個或者某一類物種突然數量減少，那後續生物鏈上的所有生物都會受到影響。
這並不是說生命所需的全部能量都必須來自恆星——理論上說，只要溫度梯度、壓力梯度以及電磁場、化學場中有一項和恆星產生的這種能源類似，它就能為生命提供能量。和地球的能量來源（太陽）一樣，上述每種能源都有各自的優缺點，但在理論上也全都是高度可行的。
因此，你的外星生命究竟要如何「進食」，如何產生能量？紐表示，其實這隻取決於你為其家園創造的生態系統。哪怕你從來沒有在作品中寫明這個生態系統，你也應該清楚它的工作方式，這樣你創造的外星生命才能順應這個生態系統，演化出最合適的形式。另外，你當然應該挑選那些能讓你講出好故事的生命演化環境。
卡斯廷相信，大多數外星生命生活的方式，或多或少都會和地球生命類似：它們需要液態水、呼吸氧氣，並且通過呼吸汲取能量。大多數外星生命應該會以碳基食物（也就是某種形式的「蔬菜和肉類」）為食。地球生命通過這種方式補充能量的一大原因在於，碳基食物會和通過呼吸攝取的氧很好地產生反應，「所以，從代謝角度上說，碳基食物很容易消化。」
外星生命怎麼繁衍後代？
圖源：Worlds Viral News
正如我們在地球上看到的，有性生殖和無性生殖都可行，具體採用哪種方式取決於生物的具體需要。有些生物甚至既能有性生殖又能無性生殖，依環境條件的不同而改變。例如，某些類型的浮遊生物在種群內部競爭壓力較小時採取無性生殖方式，當種群規模擴張到一定規模時就會轉而採取有性生殖方式，這種有性生殖方式叫作異配生殖。
布洛克還指出，另外還有一些「離群索居的爬行動物群落」可以通過孤雌生殖的方式繁衍後代。
外星物種有可能會出現雌雄之外的第三種甚至第四種性別，但這種可能性不會很大，因為這樣一來性別之間產生必要相互作用的概率就會下降不少。許多種真菌都有獨特的交配型，這可以預防單個真菌在意外情況下自我交配。因此，外星生物也有可能擁有自己特有的交配型。
和其他所有事宜一樣，你筆下外星生命繁衍後代的方式也取決於其生存環境——不過，大多數專家似乎相信，宇宙中普適的繁衍方式應該還是某種形式的有性生殖。卡斯廷指出，無性生殖的主要問題在於，這種生殖方式創造的基因多樣性不如有性生殖。
外星生命會長成啥樣？
（完全可能長得比我們想像的更加怪異）
圖源：Alien Species Wiki
可能存在某些與地球生命完全不同的外星生物，它們的生命基礎也許不是電磁作用，因而形成了與地球生命迥然不同的新陳代謝方式。電磁力是四大基本力之一，也是所有地球生命的基礎。其餘三種力分別是將原子核和其餘部分結合在一起的核力（也稱「強」力）；與放射性衰變有關的「弱」力；以及四種力中最弱的引力。理論上說，在其餘三種力中的任何一種佔據統治地位的生存環境中，都有可能存在生命演化：
色動力學生物/核力生物
這類生命形式可能會在核力（強力）統治的環境中演化。在我們的世界中，核力的主要作用就是束縛原子，它沒能扮演更重要角色的原因在於，雖然核力很強，但作用範圍很小，大概只有10到15米，這不是個很遠的距離。饒是如此，在某些特定的天體環境中，核力佔主導地位的世界仍有可能出現——尤其是在中子星這樣異常緻密的地方，這種天體上的海洋和地幔完全就由超高溫旋轉中子構成。根據理論推演，這些中子可能會產生某種足以孕育生命的「原始湯」，至於這種生命長什麼樣子，就得完全靠我們自己的想像了。
弱力生物
弱力生物也很難想像，因為弱力本身好像就沒有太多用場，這種力也無法把東西結合在一起。不過，理論上說，如果弱力生物能夠影響衰變或者對衰變過程施加作用並通過由此產生的能量不平衡汲取能量，那這種生命形式就有可能通過改造環境存活下來。
圖源：Pixels
引力生物
引力是一種頗為高效的能源，並且引力無處不在。因此，引力生物似乎要比核力生物和弱力生物靠譜一點。小型引力生物可能會像我們常做的那樣，通過轉換風、瀑布、水流的引力能來大量獲取能量。大型引力生物（很大很大）可能會利用黑洞或星際碰撞產生的巨大引力能。
構想與地球生命迥然不同的外星生命的主要難點在於，作為生活在21世紀初期的人類，我們能夠參考的唯一樣本就是地球生命。無論是考慮現在還是縱觀整個地球歷史，我們的行星始終是擁有驚人多樣性的動植物演化所，承載著從單細胞生物到獨角鯨、從長頸鹿象鼻蟲到粉紅犰狳的諸多生物。因此，我們很自然地會在某種程度上把外星生命想像成某些地球物種的拼湊物。就連偉大的霍華德·菲利普·洛夫克拉夫特（H.P. Lovecraft）筆下，他所摯愛的、難以想像的恐怖生物，通常也不過被描繪成六七種節肢動物和一隻魷魚的雜交產物。
然而，即便將平行演化的因素考慮在內，外星生命也幾乎肯定不可能和地球生命長相相似。因為生命演化的催化劑（自然選擇）是隨機的，完全由生命家園的客觀條件（天氣變化、地貌類型等）以及生物隨機產生的基因突變確定，所以外星生命幾乎肯定無法預測。
地球上大部分生命的身形、大小都因生物力學運作的影響而受到限制。這樣一來，能量和體液在生物體內的轉運過程涉及的物理變化和能量變化都以頗為複雜的方式變快了——科學家們可是費了一番工夫才弄明白為什麼長頸鹿不會在喝水後暈厥。更重要的是，細胞生理還限制了細胞自身的大小和形狀，這是因為無論細胞的作用為何，你都必須讓它的每個組件都各居其位。
除了生物力學上的運作之外，能量來源同樣限制了生命體型大小。能量充沛且食物富足的生物更有能力肆無忌憚地膨脹下去，它們的最終體型將由環境中的其他因素決定。然而，如果生物能夠獲取的熱量較少，那麼它就只能長到一定大小。同時，手或類似於手的附肢是一種十分方便的身體結構，對使用工具、操作物件以及改造環境都有很大幫助。高等到有能力在星系間穿行的「智慧」生物幾乎肯定擁有某種形式的手狀附肢。
外星生物會有哪些感官？
圖源：DeviantArt
所有生命都會有某種形式的感覺輸入——但它們的感官系統可能與我們的並不一致。相比我們的五種感官而言，外星生命的感官可能更少，也可能更多，這很大程度上取決於它們的生存環境。觸覺大概是必要的，但有可能並非所有生命形式都需要聽覺或嗅覺。在某些環境中，缺失某種特定感官也許是一種優勢，又或者某種感官在某種環境下完全沒用（比如穴居動物就不怎麼需要視力）。
如果某種生物可以通過心靈感應實現相互交流，那麼語言和聽覺或許就沒那麼重要了。不過，即便某種外星生命也有眼睛，它的可見波長範圍也可能和我們大不相同。這種生命或許可以看到微波、紅外線或者聽見遠遠超過或低於我們聽覺能力的聲波。味覺和嗅覺也是一樣。
外星生命當然也可能擁有其他感官或能力，但和我們一樣，這些感官或能力必須與其生存環境相適應，這樣才能為這個物種提供生存優勢。也許在某個行星上，聯覺會是一種很棒的能力？
構想外星生命的底線
生命遠比我們人類現在能夠理解的奇怪得多、精彩得多。倘若你能構想出一顆和地球環境完全不同的行星——引力不同、大氣不同、食物來源不同——那麼你自然就能想出一些根本不可能出現在地球上的奇怪而美麗的生物。唯一一種絕對不可能出現的情況就是，其他世界中的生物和我們長得頗為相似。另外，正如美國宇航局麥可·紐所說，最重要的還是要講出以外星生命為主題的好故事。
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