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宇宙很难存在高等智慧地外生命?复杂化学过程难再现
2018-01-04

  新浪科技讯 北京时间1月3日消息,据国外媒体报道,地球形成不久,一直处于生命贫瘠状态。之后蛋白质以正确的方式进行结合,就产生了生命,数十亿年里,地球生命形式简单且乏味,海洋充满大量单细胞生物,数千年一直漂浮着。突然,生命变得更加有趣,生物体更加复杂,不止由一个细胞构成。英国伦敦大学学院进化化学教授尼克·莱恩(Nick Lane)在2015年出版的《至关重要问题》一书中写道:“它们进化得更大,体积是之前的1万倍。”

  这一过程非常重要,突然增大了生命的体积和复杂性,如果没有该过程,复杂生命(例如人类)就不会存在。

  在进化生物学领域,该过程如何发生是一个重大问题。有许多理论是关于生命如何变得更加复杂,其中一项主流理论来自于莱恩教授,他聚焦于生命能量。依据他的观点,细胞需要更多的能量构建更复杂的结构。要做到这一点,单细胞生物将与我们所了解的线粒体结合在一起,线粒体存在电荷,能够对细胞带来能量。这是可能的,尽管概率很低,因为这两种细菌可以结合在一起,甚至两种细菌不太可能幸存和共同生存下来。可以肯定的是,这种情况制造所有其它复杂生命形式是非常罕见的。

  依据莱恩教授的观点,这种情况仅发生过一次。他在美国WNYC广播电台Radiolab科普栏目中介绍称,归根结底,这是两个细胞合并形成一个细胞,任何生物都源于该过程。你、我、红杉树、蜂鸟、真菌、池塘中生长的水藻,人类肉眼所看到的任何生命形式,以及我们无法看到的单细胞生命形式。

  关于生命如何变得更加复杂的争议,对于理解地球生命历史是至关重要的,同时,也对搜寻其它行星的生命提供重要线索。如果复杂生命是极其罕见的,那么是否我们不太可能在宇宙中发现智慧生命?是否我们应当在其它星球探索更小、更简单的生物形式?地球之外的宇宙空间是否存在单细胞生物?由于这些特定条件非常苛刻,是否复杂生命仅存在于地球?

  目前,Futurism网站与一些专家沟通,问询他们是否赞同莱恩的理论观点,是否他们认为智慧地外生命是可能存在的,并从他们的角度分析我们是否应该改变地外生命探索方案。

  据我所知,莱恩的理论观点可能是真实的:很久以前,在地球植物、真菌和动物的祖先进化历程中,与线粒体结合仅出现了一次,它极大促进了多细胞生物的进化。

  然而,我们不可能知道在与地球生命完全无关的情况下,生物如何实现进化所需的条件。地球上所有生命都有一个共同的祖先,这个祖先(以及地球上所有生命)都是基于碳或者水构成的,使用核酸进行复制,并生活在远古或者现代地球的自然环境中。例如:如果生命出现在一个更加寒冷的星球,许多环境参数可能完全不同。

  在这种情况下,生命可能使用液态氨作为生存液体环境,而不是水,它可能不使用核酸进行复制遗传。但是有些方面对于生命可能很普遍,碳对生命而言是有意义的,大量的碳分子,可以形成较长的生物链。“细胞膜”从某种程度上很可能将生命从环境中隔离,似乎也是有可能的。最后,还有一些我们从未思考过的事情。生命新陈代谢和交互反应“有多快”?这些过程是否发生在一瞬间?或者经历数千年时间仅发生一次交互反应,其反应速度非常缓慢,使我们并未注意到?

  客观地讲,我感觉当前不太可能发现任何类型的地外智慧生命形式。任何“生命”都需要能量来源,但是线粒体并不是解决该问题的唯一方法,尤其是生命从一个完全不同的基础开始进化。尽管如此,我最好的猜测是微生物等级大小的生命形式很可能存在于其它星球。如果我们的愿望是“发现生命”,我认为,中国5G话语权大幅提升我们应当仔细检测木卫二或者其它星球的样本,而不是期望接收到外星人的无线电信号。

  地球生命进化历程中,细菌和真核生物之间的共生关系多次出现,例如:蓝藻细菌(cyanobacteria)与植物细胞祖先合并,蓝藻成为了叶绿体。因此,如果像细菌和真核生物这样的生物体出现在另一颗星球上,也应当出现共生现象。

  当然,我们目前没有其它行星这种类型生命的任何信息。但在宇宙历史时期,星系和行星进化许多次,为什么生命不能这样呢?

  基于真核细菌前体和线粒体细菌前体之间共生关系提供的诸多优势,一旦它们共生释放充足氧气,就完全有可能促进它们结合在一起。这里并不是指一次共生事件。

  我们无法精确知道在什么地方,以怎样的等级将线粒体结合在一起,才最终形成现今地球丰富的生物形式,正确的生物化学是塑造现今地球生命多样性的关键因素,所以宇宙中是否普遍存在生命,应当是生物化学问题,而不属于自然科学范畴。因此,如果没有线粒体优势,则很难形成支持智慧生命进化的复杂缺氧生物化学过程,但这也不是完全不可能的。(叶倾城)


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