揭秘星際物種起源：多個行星孵化器組成「生命之樹」

　　新浪科技訊 北京時間8月18日消息，據國外媒體報導，宇宙遠古時期的某個分子，與其他分子發生了反應後，使得另一個與之同樣的分子誕生於宇宙；之後這個新分子又與其他分子繼續發生反應，再產生一個與之前一模一樣的分子。分子通過無限循環反應，最終讓整個星系都出現了分子運動。

　　這種我們稱之為生命現象的基本屬性，它存在於地球上，就是分子算法信息或未來進化進程的傳播敘述。實際上，你可以稱該過程為生命的核心實質，甚至是生命存在的潛在原因。在我們的研究實例中，它恰巧以複雜有機分子結構體現。地球上這些自我傳播的分子故事的確切歷史非常難解讀，因為我們只能看到成功的分子進化歷程。我們並未有機會見證在過去40億年裡生命進化過程中失敗的那些實驗過程。我們也錯過了很多幾近成功但功虧一簣的生命進化進程，這些進程中豐富的信息現在已經因此遺失。

　　但是我們確實有幸見證了執行這些成功實驗的機制，也許還有幸促進過增大生命進化成功率。其中一套關鍵的機制涉及到基因交換，例如：我們最熟悉的有性生殖，就涉及基因的混合和匹配。對於一支物種而言，通過使用功能性基因變異，將基因重新混合到不同的基因組中，這相當於他們自身的「搜尋引擎」，堪稱其加強自身進化實驗的一種無與倫比的方式。

　　有性繁殖存在於地球99.9%的複雜細胞生命中。

　　不過隨之而來的是相當大的代價，比如相比只需不斷自我複製的無性繁殖，有性繁殖的繁殖能力會大大降低。由於自身的基因只有50%的機率隨機傳播，像人類一般的父母雙方繁殖個體之間的基因競爭也十分激烈。儘管有性繁殖可以將增強適應性的突變結合起來，但同樣也會將降低適應性的突變結合在一起。這對後代和父母個體而言可不是好消息，雖然有害的突變會很快消失，有性繁殖對整個物種來說整體上還是有利的。

　　但很明顯，有性繁殖的好處往往是大於代價的，尤其是在數量較少和環境迅速變化的情況下。最為人所共知的是，有性繁殖似乎為所謂的「紅皇后假說」的挑戰提供了一種解決方案。在「紅皇后假說」中，物種必須以儘可能快的速度進化，這樣才能應對寄生蟲和病原體的競爭。

　　儘管有性繁殖存在於地球99.9%的複雜細胞生命中，它也僅是物種激活並混合其基因組物質的其中一種方式，細菌和古細菌這類原核生物，會進行大量的橫向基因轉移，這基本上就是它們在無性繁殖的個體之間進行了遺傳密碼交換。這可以通過釋放到環境中的基因片段（轉化）而攝取其他細胞，或通過病毒的作用插入外源基因「代碼」實現，有時甚至可以通過近距離橋接細胞就能實現。水平基因交換似乎並不局限於原核生物，甚至靈長類動物也顯示出基因可能是通過某種形式的橫向（非生殖）轉移而引入的。

　　換句話說，我們實際上生活在一個基因混合和交換的多層次混戰狀況中，關鍵在於這些機制數十億年的持續存在告訴我們，它們都是重要的，而且從廣義的達爾文理論來講，這些機制是成功的。

　　換句話講，不管生命是由什麼構成的，可以想見，由這些基因交換機制所代表的方案可能出現在宇宙中任何一個持久生命系統中。這個事實提出了一些有趣的可能性，關於我們可能在地球之外發現什麼。雖然這些都是頗具見地的推測，實質上還是取決於這些生命本身的特質。

　　首先，如果混合和傳播可遺傳信息的過程是普遍的，那麼這些過程的實現將嚴重依賴於它們所運行的環境和基質。從這個意義上講，儘管地球生命已歷經過去幾十億年的多元歷程，但仍可能受到行星組成和變化等細節的限制，比如化學環境至小行星撞擊等因素；其次，其他行星生命系統可能持續時間更長，遠超過地球的40億年，而且它們的生命世系可持續到遙遠的未來，潛在地為信息傳遞和物種繁衍的出現留下巨大發展空間。

　　近年來，科學家一直在爭論小行星撞擊是如何推動像地球和火星這樣星球之間實現物質交換，並讓生物在地球和火星之間來回穿梭。部分觀點認為，年輕的火星實際上更可能是生命孵化器，而不像年輕的地球，經歷幾十億年才通過小行星碰撞將生命元素「播種」到這個世界。化學家李·克羅寧（Lee Cronin）指出，在小行星碰撞影響的促進下，地球和火星之間非生物化學將導致化學複雜性指數增長，並最終促成生命的出現。

有性繁殖似乎解決了「紅皇后假說(借用自《鏡中奇遇》)」問題，即物種必須在競爭面前儘可能快地進化

　　即使生命是由宇宙中不同的物質構成，這可能並不重要，只要你能解碼這些信息就行

　　如果我們的觀點適用於更密集的系外行星系統，例如存在7顆行星的TRAPPIST-1系統，該系統中星球的物質交換可能更加頻繁，銀河系某些天體之間仍存在著橫向基因轉移，出現在數千萬公裡範圍內，或者整個生態圈。進化可以驅使生命更適合這種基因轉移，因為它賦予了更大程度的整體適應性，最終，該領域的外星生物學家可能會關注由多個行星孵化器組成的「生命之樹」，專業的基因組測繪機構將揭示他們的星際祖先是誰？

　　在更大的空間範圍上，想像生命在整個星系中交換基因信息是非常有趣的，事實上，生源說舊觀點認為恆星之間存在大規模的生物交換，但似乎生命系統需要以不同的方式構造，可能需要在不同的時間尺度上運行，而不是在地球才有意義。這種可能性導致了一些有趣的想法，雖然我們可以推測生命是從不同的基底演化而來，但我們最深入了解（儘管仍然有限）的途徑是由機構驅動的生物體設計外部技術，能夠解碼複雜生命系統。換句話講，這些生命機器將擴大或者取代有機生物學，並改變限制「遺傳」信息何時、何地、如何共享和轉移的範圍等式。

　　不同尋常的是，我們已經在這樣做了，採取任何矯正基因療法，該療法依賴於對健康人群基因功能的深入了解——從DNA鹼基對到序列基因與所在環境的相互作用。雖然基因療法可能不會從某人身體上提取再植入另一個人體內，但在很多方面，它完全等同於這樣做。

　　如果外星人出現在地球上，他們不會要求拜訪某國領導人，他們可能會要求獲得某種生命樣本和相應的許可批准。

　　如果我們想像宇宙中其他地方的生命已經進化到可以通過技術操控其環境的程度，那麼就有理由認為機器-介導基因轉移和機器-介導的生物繁衍有可能在某處發生。它可能合理化視為一個有意識的物種所做的決定，但它也可以被視為是基因交換和有性繁殖生命的直接機械拓展表現。

　　這將開啟無數的可能性，例如：為什麼要堅持只涉及兩個有基因的父母進行有性繁殖？近期，科學家觀察發現新生嬰兒DNA有限地混合了3個新生父母的DNA，雖然這樣做是為了修復功能失調的線粒體基因，但這為激進療法開啟了一扇大門。如果我們對基因和發育生物學的相互作用有了足夠的理解，我們或許可以想像在技術發達的現今，人們後代會從幾十個、數百個、甚至數百萬個「父母」那裡繼承經過選擇的基因組合。

　　當我們做到這一點時，以前的任何推斷都顯得非常狹隘，例如：如果有充足的時間和技術，一支物種及其生物圈可能會因對生命相關信息算法的拓展而在宇宙中飛速擴張，與任何事物進行交換和融合，在達爾文選擇的進化理論中尋找更好的生物發展途徑。一個100億年歷史的星系代表了生命實驗的奇妙寶庫，就像人類自己的有性繁殖一樣，測試基因的混合和匹配是一種探索變異的有效方式，這種變異可能會帶來更強的適應性。如果外星人出現在地球上，他們不會要求拜訪某國領導人，他們可能會要求獲得某種生命樣本和相應的許可批准。

　　有性繁殖是一個物種提升其進化實驗能力的一種無與倫比的方式

　　有性繁殖可能對於地球原核生物是有利的：在生命的宇宙旅程中，能夠賦予其儘可能多的基因。通過有性繁殖將在新的孵化環境中啟動新的進化實驗，如果你在幾千年後再回來，一些新奇而有用的事物可能已經出現，反過來，這將有助於物種的健康發展，使其具備抵禦功能障礙或者疾病的能力。

　　事實上，寄生蟲和病原體可以穿越時空進化發展成其他物種，對於生命形式而言，唯一的希望就是儘可能快地進化發展，找到新的基因秘方融入生物圈之中。在這種情況下，星際旅行的動力可能與探索夢想無關，而是與基礎生物學有關，擁有10億年時間進化的有感知物種可能會用盡一切方法，保持其基因隔離性。

　　即使生命是由宇宙中不同地方不同物質構成，這可能並不重要。只要你能解碼生物及其遺傳物質背後的信息算法，就能將它們整合到你自己的基質中，事實上，也許你不需要去任何地方來做這件事，你只需要做好溝通。現今我們可以利用電磁輻射將選定的基因數據「亮點」從行星傳輸到其他恆星，期望進行基因數據交流。星際橫向基因轉移不需要物理運動，但可以提高任何參與物種的適應度，也沒有什麼動力傳播有害的信息算法，因為你想讓所有其他的活體實驗繼續產生它們的結果。

　　換句話講，宇宙中生命的「最終貨幣」可能就是生命本身：只要環境和時間有充足的多樣性，達爾達生物技術實驗就能帶來令人驚嘆的基因驚喜，也許最終我們的銀河系，甚至是我們的宇宙只是一個巨大的化學計算試管，探索無限延伸的數學領域的可能性。（葉傾城）