正如“一千個(gè)觀眾眼中有一千個(gè)哈姆雷特”一樣,如果問一千個(gè)人,外星人長什么樣子,也許也能收獲一千個(gè)答案。有人會說,外星人像《阿凡達(dá)》里的那樣,與地球人只是略有不同;還有人說,外星人像《銀河護(hù)衛(wèi)隊(duì)》中的“格魯特”一樣,是由植物進(jìn)化來的類人生物;還有人認(rèn)為,外星人長得與地球人很不一樣,也許是《降臨》中的六腳章魚狀生物,也許是其他更古怪的樣子。
外星人長什么樣,不同科學(xué)家也有不同的想法。
多數(shù)派:外星人與我們相似
據(jù)天文學(xué)家估算,宇宙中宜居行星數(shù)量達(dá)到1022顆,這樣大的天文數(shù)字讓我們飽含期待,宇宙中一定還有除了地球人之外的智慧生物,我們不是孤獨(dú)的。那么“他們”長什么樣呢?英國劍橋大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家西蒙·康威·莫里斯認(rèn)為,外星智慧生物可能長得與地球人類很相似。持有這一觀點(diǎn)的不止他一人,連著名物理學(xué)家霍金描述過的地外智慧生物的外貌也與地球人相似,眾多科幻電影中塑造的外星人也僅有一些細(xì)節(jié)與地球人不同。
為什么他們都認(rèn)為外星人會與地球人長得像呢?
西蒙用演化生物學(xué)的趨同演化現(xiàn)象來解釋自己的觀點(diǎn),趨同演化指兩個(gè)或多個(gè)親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的物種在相似的生態(tài)位(指一個(gè)種群在生態(tài)系統(tǒng)中,在時(shí)間空間上所占據(jù)的位置及其與其他種群之間的捕食、競爭等關(guān)系)或相似的環(huán)境中演化出了相似的性狀或形態(tài)學(xué)特征的現(xiàn)象。
兩個(gè)物種雖然不像是“孿生兄弟”,但因?yàn)樵谙嗨频沫h(huán)境中生存,為了適應(yīng)環(huán)境,它們的習(xí)性和外貌越來越相似的例子在自然界中數(shù)不勝數(shù),比如不是鳥的蝙蝠為了飛翔演化出的像翅膀一樣的翼手、不是魚的海豚為了游泳擁有魚一樣的流線型身材。因此西蒙認(rèn)為,如果外星也存在像人類這樣的智慧生物,他們最終也會占據(jù)與人類相似的生態(tài)位,即成為生物鏈頂端的生物,然后像人類一樣,靠飼養(yǎng)或捕食其他物種生存,因此外星人也會演化出發(fā)達(dá)的大腦、靈巧的五官和靈活的四肢。
你也許會說,雖然蝙蝠有翅膀,海豚有鰭肢,但它們跟真正的鳥和魚還是長得不太一樣,因此可以推測,外星人也不一定很像地球人。但是自然界中確實(shí)有一些物種,在漫長的演化過程中會越長越像。
到目前為止,哺乳動物中演化程度最高級的就是有胎盤類,其中我們根據(jù)親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近分成了四個(gè)總目:非洲獸總目、貧齒總目、勞亞獸總目和靈長總目。穿山甲屬于哺乳動物中的勞亞獸總目,是貓和狗的近親,但從外表上你絕對看不出來。穿山甲長著圓錐形的腦袋,小眼睛,尖嘴巴,身披棕褐色鱗片,生活在草原和森林的洞穴里,晝伏夜出,以長舌舐食昆蟲。這些特征與它的近親完全不一樣,但卻有一種生物,幾乎是它的翻版,那就是犰狳。犰狳是哺乳動物中的貧齒總目的物種,雖然與穿山甲不屬于一個(gè)總目,但它的生活環(huán)境和習(xí)性跟穿山甲一模一樣,都生活在草原和森林的洞穴里,晝伏夜出,喜舐食昆蟲。于是慢慢地,它們越長越像:眼睛退化,嘴巴突出,而且它們都身披“鱗甲”,在遇到危險(xiǎn)時(shí)會不約而同地蜷縮成一團(tuán)“皮球”。如果光從外表看,穿山甲和犰狳才應(yīng)該是近親,而不是和貓、狗。
除了動物,植物也很容易讓人混淆。盛夏的池塘中,盛開著一朵朵粉嫩的花朵,它們散發(fā)著淡淡的清香,但是這是什么花呢?是荷花還是蓮花呢?你是否也有過這樣的困惑?其實(shí),不僅是我們分不清,連植物學(xué)家也曾經(jīng)分不清它們。
荷花的拉丁文學(xué)名譯為蓮,所以人們說的荷花和蓮花指的是同一種花,但是正是因?yàn)橹参飳W(xué)家曾經(jīng)搞錯(cuò)了荷花和池塘中另一種鮮花——睡蓮的親緣關(guān)系,荷花才多了蓮花這個(gè)名字。荷花的外形和睡蓮相似,都長著浮于水面的橢圓形葉片和挺立水中的多瓣花朵,所以植物學(xué)家們起初以為荷花和睡蓮是近親,于是就給荷花起了學(xué)名叫做蓮花,并將它們都?xì)w類于睡蓮科。后來經(jīng)過DNA測序才發(fā)現(xiàn),荷花和睡蓮的關(guān)系非常遠(yuǎn),睡蓮屬于最古老的被子植物之一,而荷花卻是較新的物種,和銀樺樹才是近親。
既然關(guān)系很遠(yuǎn),出現(xiàn)時(shí)間也不同的物種,僅僅因?yàn)樗鼈兊纳姝h(huán)境和生態(tài)位相似,就能長得這么相像,那么外星人和地球人也很可能長得像,對嗎?
少數(shù)派:外星人不像地球人
趨同演化到底是不是由環(huán)境和生態(tài)位決定的,外星人會不會遵守趨同演化的規(guī)律,長得與地球人很相似?要解答這個(gè)問題,我們還得找一找,為什么有些物種間會出現(xiàn)趨同演化現(xiàn)象,只是因?yàn)榄h(huán)境的原因嗎?
美國俄亥俄州西北州立學(xué)院的生物學(xué)教授杰瑞·伯格曼提出了反對意見,他認(rèn)為,環(huán)境并不是趨同演化的根本原因。在相似的環(huán)境中生存的生物當(dāng)然可能會采用相同的生存策略,演化出相似的特征,但也有可能演化出不同的策略和性狀,環(huán)境并不能決定生物的適應(yīng)方式,生物有許多不同的方法來解決相同的問題。
比如我們熟悉的啄木鳥,我們知道它長著長而尖利的喙,舌頭非常長,遍布刺狀結(jié)構(gòu),這都有利于它給樹干打洞,并從洞中將美食——蛆蟲給抓出來。與啄木鳥食性相似但取食工具非常不同的是靈長類動物——指狐猴,它們同樣以樹干里的蛆蟲為食,但它們沒有長長的嘴,取而代之的是一根細(xì)長而堅(jiān)硬的中指。指狐猴的中指是其他手指的3倍長,幾乎全是骨質(zhì),外面附著一層皮膚,中指伸進(jìn)樹洞后能靈活地旋轉(zhuǎn),將樹洞中的蛆蟲全部挖出來。雖然它們?nèi)∈撤绞较嗨?,但外形卻差得遠(yuǎn)。
那么,趨同演化到底由什么決定呢?杰瑞的想法是,我們?nèi)匀灰獜幕蛘掖鸢?。雖然在現(xiàn)在看來,出現(xiàn)趨同演化的物種彼此之間的親緣關(guān)系已經(jīng)很遙遠(yuǎn),但在很久以前,許多物種曾經(jīng)擁有共同的祖先,祖先將基因傳遞到后代中,當(dāng)后代們來到相似的環(huán)境中時(shí),相同來源的基因就會被激活,于是表現(xiàn)出了相似的性狀。而如果物種間沒有相似基因的話,它們可能演化出不同的性狀。
中國科學(xué)院動物研究所魏輔文研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)所做的實(shí)驗(yàn)證明了這個(gè)觀點(diǎn),他們研究的是大熊貓和小熊貓間的趨同演化現(xiàn)象的原因。大熊貓我們很熟悉,它是我國的國寶,分類學(xué)上屬于食肉目熊科,而小熊貓并不是指大熊貓的幼仔,它是一個(gè)不同的物種,分類學(xué)上屬于食肉目鼬超科中的小熊貓科,是鼬的近親。但大熊貓和小熊貓不僅長相相似,食性相似,甚至還共同具有一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)——偽拇指。偽拇指不是真正的拇指,而是手掌接近腕部處的一塊指骨的膨大增生結(jié)構(gòu),有利于它們抓握竹子。因此,研究它們?yōu)槭裁炊季哂羞@個(gè)結(jié)構(gòu),將能幫助我們理解趨同演化的原因。
研究小組發(fā)現(xiàn),雖然兩個(gè)物種在4750萬年前就已經(jīng)分化了,但它們存在70個(gè)左右相似的基因,這些基因決定了大、小熊貓的偽拇指發(fā)育和對竹子中必需營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用功能,而這些基因在其他哺乳動物,比如北極熊、狗、人和小鼠等幾種動物中并不存在。至于為什么大、小熊貓喜歡吃竹子,它們的近親北極熊和雪貂等卻喜歡食肉,也與基因有關(guān),大、小熊貓的鮮味受體蛋白基因TAS1R1的功能失活了,北極熊和雪貂的這個(gè)基因卻發(fā)揮著正常的功能。
如果趨同演化不完全由環(huán)境決定,最終原因還是與基因相關(guān)這個(gè)想法是正確的話,那么外星人與我們長得完全不同,可能才是真相。
外星人到底長什么樣,趨同演化由什么決定,能不能適用于外星人,也許終有一天我們能解開這些謎團(tuán)。