外星人長什麼樣?從進化論說起

幾十年來,對外星人長相的猜測一直讓人津津樂道。尤其是現在科學家猜測目前銀河系可能存在其他可以通訊的文明,讓我們對這個問題重回熱點。如果它們真的存在,外星生物會和我們長得很像嗎?或者它們會以超出我們最狂野想象的形式出現嗎?


外星人長什麼樣?從進化論說起

《阿凡達》

多年來,好萊塢給了我們相當一部分的類人型外星人,比如《阿凡達》。當然,從拍攝角度說,這是必要的,因為特效需要有人爬進橡膠套。但是,外星生命真的會以類人型出現嗎

今天,我們來從進化的角度聊聊這個問題。

目前,我們能研究的生命形式只有在地球上。大約在35億年前,它們有一個單一的起源,但這個共同的祖先僅導致了大約2000萬種現存的動物。根據它們的身體結構的不同,大概分成了30種,這就是門。

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五隻眼睛的化石——歐巴比納

大約5.42億年前,寒武紀“大爆發”,當生物第一次多樣化時,可能有更大的基本身體結構多樣性。比如上面圖片中的五隻眼睛和軀幹的歐巴比納(Opabinia),或者在我們的遠親——脊索動物Pikaia旁長著柄的、幾乎像花一樣的Dinomischus。

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寒武紀生物Dinomischus

在一個著名的思想實驗中,生物學家史蒂芬·傑伊·古爾德提出了一個問題:

如果我們將“生命的磁帶”倒帶並重播,會發生什麼?

古爾德論證了進化中機遇的重要性:早期改變一件小事,其結果會隨著時間的推移而放大。在我們所知道的歷史版本中,Pikaia或類似的生物倖存下來,並最終進化成魚類、兩棲動物、爬行動物、哺乳動物,最終進化成了我們人類。但如果它已經消亡了呢?也許其他的群體已經產生了智慧的生命,也許你現在用五隻眼睛而不是通常的兩隻眼睛來閱讀這篇文章?如果我們在地球上的起源真的是如此的複雜,那在不同行星上進化的外星人是否可能與我們有那麼一點相似呢?

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Pikaia ——一種早期的脊索動物

進化生物學家認為,答案就在於進化趨同現象,即遠親動物逐漸變得非常相似的過程。例如,海豚、金槍魚和已經滅絕的魚龍的相似的流線型外形都是獨立進化的,以應對在水中快速有效移動的相同選擇壓力。

不過,我們對外星生物可以有這種期待嗎?

碳基生物化學可以構成碳為基礎的穩定的主鏈,並與其他元素形成穩定但容易斷裂的鍵。但其他元素,比如硅和硫,在類似地球的溫度下形成的則化學鍵不太穩定。同時,可需要考慮環境中的水或其他溶劑。為了進化的發生,需要某種機制來存儲和複製信息的保真度,如DNA, RNA或一些類似物。雖然第一個細胞在地球上出現得很早,多細胞動物卻花了將近30億年才進化出來。因此,很多行星上的生命很可能被困在單細胞階段。

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外星人長什麼樣?

在類地行星上,來自恆星(外星太陽)的輻射也可能作為一種能量來源,被用於生化途徑,類似地球上的光合作用。對於中等大的多細胞初級生產者,有效地利用光可能需要一個光收集系統的葉子和樹枝。相似的形狀和習性在地球上逐漸進化,所以我們可能會認為“植物”在類地行星上有著大致相似的形態

除了少數例外,動物要麼吃掉初級生產者,要麼吃掉其他生產者,而做到這一點的方式也就這麼多。捕食通常需要先用嘴移動,所以這種動物有頭和尾巴。牙齒和可能是下顎進化來抓住和處理食物。在硬表面上移動需要在界面處有特殊的結構(如纖毛、肌肉發達的腳或腿),這樣才能有前後兩面。通常,這也賦予了雙側(左/右)對稱:事實上,大多數動物都屬於一個被稱為兩側對稱動物的“超級群體”。

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新西蘭巨型威塔:最大的昆蟲之一

那麼,有可能出現巨型智能昆蟲嗎?

昆蟲是地球上物種最豐富的物種,那麼外星人可能長得更像昆蟲嗎?不幸的是,骨骼長在外面使生長困難,需要週期性的脫落和再生。在類地行星上,除了相對較小的外部骨骼外,所有陸生動物在蛻皮過程中都會因自身的重量而崩潰,而適當複雜的大腦可能需要一定的臨界尺寸。所以,類昆蟲不太可能擁有較大的腦容量而變成高等智慧物種。

較大的腦容量與某種程度的工具使用和解決問題的能力在我們地球生物進化中息息相關,我們可以看到很多進化的例子:猿、鯨魚、海豚、狗、鸚鵡、烏鴉和章魚。猿類在使用工具方面已經發展到一個大得多的程度。很重要的原因是猿類和人類可以用兩條腿走路,解放了前肢,而我們的手指靈活,這可能也是書寫語言起源的關鍵。

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尋找外星智慧生命

最終,如果智能外星人存在的話,它們會在多大程度上與我們相似,這個問題還沒有定論。人類只有兩隻眼睛和兩隻耳朵(只夠立體視覺和聽覺)和兩條腿(從最初比較穩定的四條腿減少),這可能很重要,也可能不重要。許多其他的器官也是成對的,這是我們進化中根深蒂固的——也許是不可避免的——雙側對稱的結果。我們身體的其他部分可能只是偶然的。我們的手和腳都有五根手指,這是我們早期四足動物祖先對五根手指固定的結果——我們的近親有七根或八根手指。

事實上,大多數物種在發展過程中都遭遇了一次偶然的“鎖定”——隨著進化時間的推移,使身體規劃變得刻板而不靈活。解開功能性和偶然性之間的關係是進化生物學面臨的重大挑戰之一,這或許能幫助我們更好地理解外星生命形式與我們有何不同。

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可能存在高等生命的行星

我們現在在太空中尋找智慧生命的主要方式是收聽無線電或伽馬信號,這種尋找正越來越多地集中在具有類地行星的恆星系統上,因為這些行星被認為最有可能孕育生命。畢竟,尋找“我們所知道的生命”比尋找我們不知道的生命更容易


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