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外星人长相大猜想:星球成分决定生命进化模式

(2012年10月25日 10:22:06)
来源:新浪科技

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有液态水蒸气的GB1214B行星,它更大,水更多,人类无法生存时,生命能在这里找到出路吗?有液态水蒸气的GB1214B行星,它更大,水更多,人类无法生存时,生命能在这里找到出路吗?
探寻终极的人类命运。这是最新的探索宇宙的电影《普罗米修斯》剧照。宙中的进化终点在哪里?是超级生物,还是超级机器?各种幻想与探索,都在引领我们去探寻终极的人类命运。这是最新的探索宇宙的电影《普罗米修斯》剧照。
顶级杀手的猎物,应该有顶级的防御机制——鹦鹉螺有壳和射流推进系统,但它仍然不会一直逃之夭夭。  顶级杀手的猎物,应该有顶级的防御机制——鹦鹉螺有壳和射流推进系统,但它仍然不会一直逃之夭夭。
对于生物学家来说,外星人的模样可以在地球记录中找到原型:肢体分节的三叶虫化石对于生物学家来说,外星人的模样可以在地球记录中找到原型:肢体分节的三叶虫化石

  文字和部分图片由美国Discovery探索频道提供

  责任编辑:范亚坤  设计:周小齐

  星际里的世界千奇百怪,

  有些全都是水,还有的喷涌着毒气。

  何种生物能茁壮成长于这里呢?

  他们会类似于地球上的生物吗?

  抑或生命会呈现新的意想不到的形式吗?

  外星人是何模样呢?

  空间、时间、生命本身。

  宇宙的秘密尽在《穿越虫洞》系列。

  —让我们与摩根•弗里曼一起探索宇宙的起源。

  地球上的生命书

  人类史上首次,我们知道了宇宙遍布的行星,怪异超过了我们的想象。行星有可能定居有外星生命,但是这些生物会是何种模样呢?

  哈佛大学古生物学家安德鲁•诺尔毕生都在研究超乎我们最疯狂想象的生物。看看他研究的标本,你不仅很难想象生命会存在于另一个星球,而且很难想象其中有些生命已经存在于这个星球上了。有谁想得到有过恐龙这样的东西?

  在过去8年里,安德鲁担当了航天局的火星漫游者任务。他能够从其岩石中读出行星的历史:“我们往往认为地球就是我们今天所见到的周围的事物,但是地质记录所告诉我们的一件事,是一直存在着一系列的地球。我们所看到的身边的地球,所有的植物、动物、大气层的成分,都已经是最终成员了,它们处于已经发生了40多亿年长期变迁的最后阶段。”一块形成于35亿年前的石头全是铁矿物,铁必须得通过海水来运送,它唯一能够在缺氧的海水里做到这一点,而此类石头遍布全球,表明它存在的近40亿年里,我们的大气层几乎没有氧气,就是说地球对我们一直是有毒的。

  现在,还有些事情有点出乎意料,就在我们往深里看地球的历史时,会看到这块石头实际上是6.35亿年前的冰川沉积物,此类石头确实形成在此时的整个地球上,它表明冰川曾到达了赤道的海平面。事实上,大部分地球都覆盖着冰,有时也成为雪球地球。这各种地球——炎热的、寒冷的、或多或少的氧气——基本上就是异域世界。因此,对于安德鲁来说,探索外星人是何等模样的最佳点,就在我们自己的化石记录中。

  在三叶虫身上,你会看到有接缝的分段身子,有接缝的分段肢体,看上去像是虾或是昆虫。生物学家称这些地球史上的生命形式的重复性为“会聚”。一个行之有效的形状会一而再、再而三地重复。7000万年前,海洋里有过大蜥蜴,如今已经绝种了。在过去2.5亿年间陆地上的脊椎动物一再重复侵入海洋,每次它们如此做时,都会产生出巨大的海洋怪物——在我们的有生之年里,看到的是鲸鱼。

  如果过去的地球一直就如围绕其他恒星的行星那么异样,那么外星人就是你在电影里所见到的:蜥蜴有两只眼睛、两条胳膊、两条腿——大差不离。“我看过大量的50年代以来的老的怪物电影,专门从物理学角度去看。”芝加哥大学的教授迈克尔•拉巴贝拉是一位生物力学专家,他试图预测外星人是如何行走、飞翔和游水的。

  观察动物运动的基本规律,你看到运动的最小公分母:鲎这样的东西爬上海滩产卵,翼龙则在天上飞翔,我们与这些动物所分享的特征之一,就是杠杆式的骨架。杠杆成功的布局,如将四肢与坚硬骨骼连接起来,一次又一次表现在化石记录中。

  迈克尔期盼在别的世界里也能看到它们。是我们骨骼那样的羟磷灰石所构成,还是这种动物的甲壳素所构成,或者是碳纳米管构成,一旦规则容易到了足以让自然选择成为偶尔发现,就会一而再、再而三地演化。在这个星球上,独立演化在不同时期至少有6次。有充分理由相信,它们普遍适用于任何星球的任何生态系统。连接肢体的躯干动作如杠杆,这是对外星人的很恰当的基本解剖,但我们能否更进一步想象它们真实的形态呢?

  在19世纪,查尔斯•达尔文保留了一系列的笔记,记载了动物的形状如何进化去适应它们所处的环境。其他星球上的生命之书会是什么样子?不管是否有覆盖全球的海洋,环境中的生态、大气的密度都将在历史上形成巨大的差异,从而构成了生物体的形状。这就是为什么要了解外星人的模样,我们就必须更多地了解它们所在的星球。

  在“超级地球”上过日子

  2009年,航天局发射了最新型太空望远镜——“开普勒”,目的不是为了拍照,而是侦测遥远恒星亮度上的细微变化。其目标从我们这里一直延伸出去有3000光年远,是银河系我们所在的旋臂上的一片区域。哈佛大学教授迪米塔•萨瑟罗夫是开普勒首席科学家之一:“开普勒望远镜发现比地球还小的行星的优势就是凌日法,就是行星在其轨道上,在恒星的面前经过,它的阴影造成星光有一点点昏暗,这样一来我们就知道有行星的存在了。”到开普勒完成使命时。迪米塔预计它将会发现约100颗地球大小的行星。然而它所寻找的大量的行星几乎与我们的世界毫无共同之处。

  开普勒已经有了一宝箱的怪异行星,比如开普勒-10号星,它坚如钢铁;在6颗行星组成的开普勒-11星系里,其中的一两颗是水行星,一片汪洋;接下来我们的行星,几乎是浓密的大充气球或发泡塑料;或许最有趣的开普勒发现是约300倍的超大尺寸版本的地球——是一颗岩石构成的行星,但要重上5倍。想象一下,外星人可能会在那里慢跑、游泳、骑行⋯⋯

  戴安娜•瓦伦西亚是首批剖析这些“超级地球”的地质学家之一,为了了解“超级地球”是否能够存在生命,戴安娜瞄准推动岩石行星的基本地质引擎、板块构造。行星坚硬外壳运动的推手是其地下高温粘稠的半融化岩石,其活动宛如一罐冒泡的蜂蜜。这个实验向我们表现了大致的情况:地幔是一种非常粘稠的液体,两种液体对温度都很敏感,打开加热模拟地球的引擎,会看到在其表面以下的活动:翻滚、往各个方向活动。随着温度的提升,它在地幔中形成了对流体,这引发了表面板块的移动,触发了火山和地震。此种从我们星球内部到大气层的物质循环,对生命的进化一直是至关重要的。

  多亏了这个过程,地球的表面温度没有摇摆得很厉害,数十亿年里一直就围绕着液态水。“超级地球”更大,内部更热,就意味着更多的火山喷发、更多的地震,但同时,星球有了更加稳定的温度。在“超级地球”上,因为对流要快得多,这种循环的影响可能也快得多,或许是数量级的加快,于是我们就可以推测,那已经具有了复杂生命进化的可能。来想想“超级地球”将会如何应对抹去了恐龙的陨星的撞击的——在地球上,这个事件引发了全球性严冬,招致了那些冷血巨无霸的灭亡,然而在更大的星球上,能够更好地控制其温度,恐龙或许能幸免于难,有机会进化出更大的大脑。

  但是,生活在巨大版本的地球上有一个严重的缺陷:地球的核心是一个旋转的液态金属球,产生出强大的磁场,磁场偏转了从太阳发出的危险辐射流,构成了对这里的所有生命的保护盾。戴安娜的模型预测,“超级地球”或许就没有这样的力场,其内部压力太大,这些行星极有可能没有熔核,因此,你如果作为生物在一颗没有磁场的行星上,就会一直遭受高能粒子的轰击,它们会与你的细胞发生作用,引发突变。因此,你就得更加机灵,作为一个有机体去适应这样的环境。何种外星人能够存活在浸泡在辐射里的“超级地球”上呢?

  它将需要有一个保护壳,或许搀和了铅之类的重金属;它将会有强大的肢体和锋利的爪子,使其在强烈的辐射爆发期间能在地上挖洞。最为重要的是,它将需要有效的基因修复机制,来修复对其细胞不可避免的辐射伤害。纯属幻想?或许不是。类似的生命形式在地球上也有,虽然小许多。它叫水熊虫,存活在滚烫的高辐射地区。岩质“超级地球”的居民有可能看上去与它惊人的类似。

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