外星人长什么样?从进化论说起

几十年来,对外星人长相的猜测一直让人津津乐道。尤其是现在科学家猜测目前银河系可能存在其他可以通讯的文明,让我们对这个问题重回热点。如果它们真的存在,外星生物会和我们长得很像吗?或者它们会以超出我们最狂野想象的形式出现吗?


外星人长什么样?从进化论说起

《阿凡达》

多年来,好莱坞给了我们相当一部分的类人型外星人,比如《阿凡达》。当然,从拍摄角度说,这是必要的,因为特效需要有人爬进橡胶套。但是,外星生命真的会以类人型出现吗

今天,我们来从进化的角度聊聊这个问题。

目前,我们能研究的生命形式只有在地球上。大约在35亿年前,它们有一个单一的起源,但这个共同的祖先仅导致了大约2000万种现存的动物。根据它们的身体结构的不同,大概分成了30种,这就是门。

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五只眼睛的化石——欧巴比纳

大约5.42亿年前,寒武纪“大爆发”,当生物第一次多样化时,可能有更大的基本身体结构多样性。比如上面图片中的五只眼睛和躯干的欧巴比纳(Opabinia),或者在我们的远亲——脊索动物Pikaia旁长着柄的、几乎像花一样的Dinomischus。

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寒武纪生物Dinomischus

在一个著名的思想实验中,生物学家史蒂芬·杰伊·古尔德提出了一个问题:

如果我们将“生命的磁带”倒带并重播,会发生什么?

古尔德论证了进化中机遇的重要性:早期改变一件小事,其结果会随着时间的推移而放大。在我们所知道的历史版本中,Pikaia或类似的生物幸存下来,并最终进化成鱼类、两栖动物、爬行动物、哺乳动物,最终进化成了我们人类。但如果它已经消亡了呢?也许其他的群体已经产生了智慧的生命,也许你现在用五只眼睛而不是通常的两只眼睛来阅读这篇文章?如果我们在地球上的起源真的是如此的复杂,那在不同行星上进化的外星人是否可能与我们有那么一点相似呢?

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Pikaia ——一种早期的脊索动物

进化生物学家认为,答案就在于进化趋同现象,即远亲动物逐渐变得非常相似的过程。例如,海豚、金枪鱼和已经灭绝的鱼龙的相似的流线型外形都是独立进化的,以应对在水中快速有效移动的相同选择压力。

不过,我们对外星生物可以有这种期待吗?

碳基生物化学可以构成碳为基础的稳定的主链,并与其他元素形成稳定但容易断裂的键。但其他元素,比如硅和硫,在类似地球的温度下形成的则化学键不太稳定。同时,可需要考虑环境中的水或其他溶剂。为了进化的发生,需要某种机制来存储和复制信息的保真度,如DNA, RNA或一些类似物。虽然第一个细胞在地球上出现得很早,多细胞动物却花了将近30亿年才进化出来。因此,很多行星上的生命很可能被困在单细胞阶段。

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外星人长什么样?

在类地行星上,来自恒星(外星太阳)的辐射也可能作为一种能量来源,被用于生化途径,类似地球上的光合作用。对于中等大的多细胞初级生产者,有效地利用光可能需要一个光收集系统的叶子和树枝。相似的形状和习性在地球上逐渐进化,所以我们可能会认为“植物”在类地行星上有着大致相似的形态

除了少数例外,动物要么吃掉初级生产者,要么吃掉其他生产者,而做到这一点的方式也就这么多。捕食通常需要先用嘴移动,所以这种动物有头和尾巴。牙齿和可能是下颚进化来抓住和处理食物。在硬表面上移动需要在界面处有特殊的结构(如纤毛、肌肉发达的脚或腿),这样才能有前后两面。通常,这也赋予了双侧(左/右)对称:事实上,大多数动物都属于一个被称为两侧对称动物的“超级群体”。

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新西兰巨型威塔:最大的昆虫之一

那么,有可能出现巨型智能昆虫吗?

昆虫是地球上物种最丰富的物种,那么外星人可能长得更像昆虫吗?不幸的是,骨骼长在外面使生长困难,需要周期性的脱落和再生。在类地行星上,除了相对较小的外部骨骼外,所有陆生动物在蜕皮过程中都会因自身的重量而崩溃,而适当复杂的大脑可能需要一定的临界尺寸。所以,类昆虫不太可能拥有较大的脑容量而变成高等智慧物种。

较大的脑容量与某种程度的工具使用和解决问题的能力在我们地球生物进化中息息相关,我们可以看到很多进化的例子:猿、鲸鱼、海豚、狗、鹦鹉、乌鸦和章鱼。猿类在使用工具方面已经发展到一个大得多的程度。很重要的原因是猿类和人类可以用两条腿走路,解放了前肢,而我们的手指灵活,这可能也是书写语言起源的关键。

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寻找外星智慧生命

最终,如果智能外星人存在的话,它们会在多大程度上与我们相似,这个问题还没有定论。人类只有两只眼睛和两只耳朵(只够立体视觉和听觉)和两条腿(从最初比较稳定的四条腿减少),这可能很重要,也可能不重要。许多其他的器官也是成对的,这是我们进化中根深蒂固的——也许是不可避免的——双侧对称的结果。我们身体的其他部分可能只是偶然的。我们的手和脚都有五根手指,这是我们早期四足动物祖先对五根手指固定的结果——我们的近亲有七根或八根手指。

事实上,大多数物种在发展过程中都遭遇了一次偶然的“锁定”——随着进化时间的推移,使身体规划变得刻板而不灵活。解开功能性和偶然性之间的关系是进化生物学面临的重大挑战之一,这或许能帮助我们更好地理解外星生命形式与我们有何不同。

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可能存在高等生命的行星

我们现在在太空中寻找智慧生命的主要方式是收听无线电或伽马信号,这种寻找正越来越多地集中在具有类地行星的恒星系统上,因为这些行星被认为最有可能孕育生命。毕竟,寻找“我们所知道的生命”比寻找我们不知道的生命更容易


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