中科院谈外星生物论文发表

笔者 东邪

关于地球生命起源的问题，学术界长期存在一种普遍认同的观点，即地球生命是地球环境经过漫长的演化和作用后形成的，简而言之就是地球生命是土生土长的。但从上世纪七十年代开始，就有科学家提出了另外一种观点，认为地球生命有可能来自外太空，或者是部分生物原本不属于地球，是从外太空进入地球的，其中颇有争议的一种生物就是章鱼。

在我们的印象中，章鱼确实是一种外形比较奇特的海洋生物，而且它的行为也让人匪夷所思。2018年3月有一篇名为《Cause of Cambrian Explosin -Terrestrial of Cosmic?》的文章发表在权威期刊《生物物理学与分子生物学进展》上。值得一提的是，这份论文由三十多位科学家共同完成，因此它的权威性不言而喻。

该论文主要对寒武纪生命大爆发事件进行阐述和分析，其中还以章鱼为例子进行剖析，最终得出的结论是“章鱼可能是来自外太空的生命”。如果不说这是来自一篇权威期刊且由三十多位科学家共同提出的观点，相信很多人都会抨击这种观点异想天开。那么章鱼为何会成为科学家们的研究对象？寒武纪大爆发的原因又是什么呢？

章鱼有什么特别之处？

章鱼是一种软体动物，也是无脊椎动物，它的身体不仅比其他海洋生物都要奇特，还比其他海洋生物都要“智能”。首先说说它身体的奇特之处，章鱼浑身上下只有头部和腿部，八条腿连接着头部，身体十分柔软，只要放一个瓶子在章鱼面前，它很快就会钻进去。一般生物只有一个心脏，而章鱼体内竟然有三个心脏。

根据研究，章鱼的第一个心脏是位于头部的主心脏，它的主要功能是供应全身的血液。另外两个心脏分别位于身体两侧鳃部的位置，它们的功能也主要是供血。尽管我们还无法确定外星生命是否存在，外星生命是否有心脏，但章鱼的三个心脏和其他生物相比简直太奇特了。章鱼体内更奇特的是大脑系统，据研究它有两个大脑系统。

绝大多数动物只有一个大脑系统，而章鱼有两个大脑系统，其中一个大脑系统负责对头部的控制，另一个负责对触手的控制。科学家表示，这样的结构让章鱼能够非常及时地察觉周围环境的情况然后迅速作出反应。章鱼全身上下的神经元数量至少超过5亿个，因此它是海洋生物中拥有神经元数量最多的生物之一。

这些神经元不仅帮助章鱼快速建立起反射线路，还让章鱼拥有超强的学习能力。此外，章鱼还有一项技能是令人类瞠目咋舌的，那就是它可以轻易地改变自己身体的形态，这得益于章鱼是软体动物。软体动物不存在骨折问题，而且能够在大脑的控制下随意地改变形态，因此章鱼有时候在海底会伪装成海蛇，有时候会伪装成水母，以此来逃避天敌的捕食。

寒武纪生命大爆发事件发生了什么？

该论文的主要内容是研究寒武纪生命大爆发，章鱼作为其中一个重要的例子被单独作为研究对象。相信对地球 历史 感兴趣的朋友应该听过“寒武纪生命大爆发”，这一事件指的是在大约5.42亿年前至5.3亿年前的寒武纪，地球上突然间出现了大量无脊椎动物，而且这些无脊椎动物的门类众多，其中包括节肢动物、腕足动物、海绵生物、蠕形生物等。

然而考古学家却长期未在寒武纪更早的时期发现这些无脊椎动物的祖先化石，因此古生物学家将这一事件定义为“寒武纪生命大爆发”。据了解，达尔文曾在《物种起源》中就提到了这一事件，他对于生命大爆发的现象也感到疑惑，甚至认为这一事件会成为反对者攻击进化论的有力武器。即使如此，达尔文仍然认为大爆发中出现的生命应该来自前寒武纪时期的祖先。

近代考古研究在我国云南澄江、加拿大布尔吉斯生物群以及凯里生物群分别发现了页岩型生物群，它们的出现为生物大爆发提供了确凿的证据。时至今日，寒武纪生命大爆发的原因仍不明确，因此被国际学术界列入“ 历史 十大科学难题”之一。

为什么会发生生命大爆发？

在不同大陆发现的寒武纪生物群引起了众多古生物学家和支持进化论学说的人的兴趣，他们认为通过对这些古生物化石的研究有助于揭开寒武纪爆发的原因。经过一百多年的研究，目前国际学术界存在两种主要观点。第一种观点认为寒武纪爆发其实是假象，古生物学家所发现的“生物爆发”其实只是片面的认知，因为 历史 上确实存在过前寒武纪生物。

这些生物可能就是寒武纪爆发时出现的无脊椎生物的祖先，但他们因为地址记录的不完全而出现“化石断档”的情况。之所以会造成化石断档，是因为经过地质研究发现，寒武纪地层经过热和压力的作用前寒武纪的生物化石几乎都被销毁了。但后来有古生物学家在前寒武纪化石沉积层里发现了蓝藻等简单原核生物的存在，导致这一观点的说服力下降。

第二种观点认为，寒武纪爆发是真实发生过的事件，它的发生可以从物理环境和生态环境两个方面去探讨。1965年美国两位物理学家提出了一种观点，认为寒武纪爆发是地球大气的氧气水平突增造成的。前寒武纪时期地球大气中氧气含量十分稀少，经过蓝藻等微生物的长期努力后，大气中的氧气逐渐积累了起来。

氧气一方面为无脊椎动物提供呼吸气体，另一方面在大气中形成臭氧层，以吸收来自太阳的紫外线。而在该论文中，科学家们认为寒武纪大爆发还存在另一种可能性，即外来天体给地球带来了大量种类的生命，这些生命在地球上遇到了适宜的生存环境后便大量繁衍，章鱼可能就是其中一种无脊椎动物。

为什么章鱼会成为研究对象？

在该研究中，科学家不仅列举出了章鱼与其他海洋生物截然不同的地方，还针对其内在组成进行了深入分析。首先，章鱼拥有3.3万个蛋白质编码基因，这个数量比人类还要多。更多的蛋白质编码基因使得章鱼拥有更多的蛋白质生成方式，生成的蛋白质种类也更多样，从宏观的角度上来看，章鱼的身体构造、智力表现等都与蛋白质编码有关。

其次，章鱼还具有编辑RNA的能力。一般生物体内的蛋白质合成需要经过DNA—RNA的过程，DNA起到总指挥的作用，而RNA在中间起到传递遗传信息的作用，并且最后直接指导蛋白质的合成。然而章鱼在蛋白质合成过程中并不需要DNA的参与，它的RNA就肩负起了总指挥和传递信息的任务。

科学家认为，这种直接通过RNA进行蛋白质编辑的能力让章鱼拥有更强的进化能力，更强的进化能力意味着它们对地球环境变化的适应能力更强，这也是为什么章鱼经历了几亿年的 历史 仍然不衰落的原因。更重要的是，章鱼的聪明程度超出大多数人的想象，它们能够制定聪明的计划、学会使用工具、擅长伪装等， 历史 上有许多实验都能证明这些特点。

加拿大莱斯布里奇大学的心理学家珍妮弗·马瑟从1972年开始研究章鱼，她于1984年在百慕大海域进行野外科考时发现了章鱼聪明的表现。她观察到一只章鱼捕捉了几只螃蟹后将它们带回了巢穴，然后它并没有立即吃掉猎物，而是转身冲到洞穴外用触手抓起石头，然后一块块地堆积在洞穴的门口，最后形成一堵石墙将洞口被堵塞住，然后转身享受自己的 美食 。

章鱼给人们带来了什么启发？

实际上科学家在上个世纪就已经注意到章鱼这种奇特的生物，除了研究它们身上奇特的地方之外，科学家还从章鱼的身上得到一些启发，用于发展仿生学。2015年，英国南安普敦大学和美国麻省理工学院组建了一支联合团队，该团队从章鱼身上获取灵感，开发出一种类似章鱼能在水中收缩并以超快速度推进和加速的机器人。

根据研究发现，章鱼之所以能够实现快速推进和加速，是因为它可以先利用海水来填充自己的身体，然后快速将水喷射出去，从而为身体产生推力，实现快速逃逸。联合团队据此研究出了一架体长只有30厘米的仿生机器人，它仿照章鱼快速推进的原理，能在吸水后迅速将水发射出去，以获得向前运动的推力。

除此之外，建筑学家还从章鱼的皮肤上获得灵感，认为章鱼特殊的皮肤结构可用于建筑外层的设计，以自动调节光线进入建筑内部。

用于寻找外星智能生命的大型望远镜 中科院紫金山天文台的专家认为,要讨论世界上到底有没有外星人这个问题，首先要有个生命的定义，既然到现在为止还没发现另一种形式的生命，我们只能按地球上的生命形式来定义，否则就象在讨论有没有鬼神一样。众所周知,太阳系中有多种不同的环境，到现在为止还没发现地球外有任何形式的生命存在，因此更谈不上所谓的外星人。从现在所知道的情况看，地球确实是个得天独厚的地方。从大环境来说，太阳系处于一个恒星很稀疏的地方，否则强大的高能幅射将会杀灭一切任何形式的生命。从中等环境来看，太阳和地球不大不小，距离不远不近，刚好适合生命的发生和繁衍。离地球最近的行星物质刚好都聚集成了大行星，在距地球不太远的地方又有土星和木星这样的特大行星吸引了天外飞来的慧星。如果小行星带处于火星或金星的位置上或者没有土星和木星将会大大增加大陨星撞击地球的几率，对地球上的生命会大大的不利。从小环境看，地球不大不小，太小就无法保持大气层和水，太大大气压力又太高。自身引力太大又会造成高大的植物和动物无法生存。地球上的化学元素组成恰到好处，首先大气中主要成分是氧和氮，比例也恰好。氧太少生命无法生成(估计任何生命都要靠氧化反应来生存)，太多了氧化反应太快会使任何能氧化的东东都氧化也无法生成生命，就是形成生命在同样的大气压下也会氧中毒。而冲淡氧气的又刚好是氮气，氮气刚好是一种不活泼的气体而又是形成蛋白质不可缺少的元素。地球上又有适当数量的氢，能形成足够的水再剩下一些用于形成蛋白质。

按照我们目前的科学体系生命最可能诞生在岩质行星上，就像地球上一样。太阳系内八大行星，距离太阳较近的四颗就是岩石行星，但只有地球上诞生了生命，目前认为水星、金星和火星上是没有生命存在的，至少现在是这样。而距离较远的四颗气态巨行星，诞生生命的概率也很低。因此科学家利用望远镜寻找系外行星，渴望发现生命存在的信号。 抬头仰望星空，每一颗闪闪发光的星星都是类似于我们太阳的恒星，那么从我们太阳系的现有情况来看，在这些星星周围就可能存在一些行星，而在某些行星上或许就诞生了生命。 但是对于目前的人类来说一光年都是“天文数字”，而太阳系的范围直径大约是2-3光年，以奥尔特云为边界，1977年发射的旅行者一号目前已经飞行45年，飞行距离仅230亿公里，按照目前的飞行速度要先飞出太阳系至少需要1.6万年。而要想飞掠比邻星至少需要7.6万年，真的是相当漫长了。 抬头仰望星空，那些一闪闪的星星都是银河系内肉眼可见的恒星，它们在太阳系的周围，而距离我们最近的恒星就是比邻星。在大刘的《流浪地球》中，地球最终会投入比邻星的怀抱，停泊在比邻星周围。当然，在作品创作之时，比邻星周围还没有发现任何系外行星，但是现在加上最新发现的行星，比邻星周围已经有3颗行星了，它们分别是比邻星b、比邻星c和比邻星d。 比邻星是距离我们最近的恒星，距离我们4.22光年，和太阳不同的是，比邻星作为一颗M型红矮星，相对来说要跟暗淡一些，因此肉眼无法看到。 比邻星并非孤独的，它属于三合星系统，它需要围绕着0.21光年外的南门二A星和南门二B星运动，这三颗恒星构成一个稳定的恒星系统。 2020年来自葡萄牙天体物体学与太空科学研究所的Joo Faria团队，利用甚大望远镜确认比邻星b的一些关键线索，在这个过程中发现了可疑信号，这个信号围绕比邻星高速运动，并并且十分的微弱。此后科学家利用ESPRESSO仪器进行观察确认，发现这个微弱信号大概率来自于一个新发现的行星，暂命名为比邻星d（Proxima d），目前它们的研究已经被发表在《Astronomy & Astrophysics》期刊上。 这颗新发现的行星质量或许只有地球的四分之一左右，并且距离比邻星大约是460-700万公里。这是非常罕见的，在目前科学家发现记录的32073颗系外行星中，比地球质量小的只有36颗，而这颗比邻星d可以算得上距离我们最近并且是目前最轻的系外行星。 在今年中科院的跨年演讲上，天文学家武向平院士还曾专门提到过，此前澳大利亚的天文学家借助于64米口径的望远镜望远镜接收到了来自比邻星的神秘信号，频率为982兆赫，这个地球上我们用手机时发出的频率相当。 就是我国的天眼都有搜寻地外生命信号的任务，其实这很明确的说明至少大家原因相信地外生命是存在的，如果不相信，为什么世界各国的官方机构都会主动寻找地外生命信号？ 比邻星是一颗红矮星，直径仅为太阳的七分之一，质量是太阳的八分之一，2017年天文学家在比邻星周围发现比邻星b，它的质量比地球稍大，距离比邻星大约是726万公里，这个距离正好处在比邻星的宜居带上，公转周期11天，其表面温度为平均零下39摄氏度。 而2019科学家发现了比邻星c的存在，这是一颗超级地球，质量约为地球的7倍以上，距离比邻星要更远一些，需要5.2年才能绕比邻星一周。 而最新发现的比邻星d质量约为地球的四分之一左右，并且距离其母星要更近一些，天文学家认为或许不及水星和太阳距离的十分之一，科学家认为它可能只需要5.2天就绕比邻星一周。 目前来看，虽然比邻星的 历史 比太阳还要长个几亿年，但是这三颗行星上都不太可能诞生生命，这一切都受到比邻星性质的影响。比邻星虽然看起来比地球暗淡，但是它的恒星风、恒星活动一点都不弱，经常会发生大规模的恒星活动，产生的恒星风不断的吹击着它周围的行星，在这样的环境下发生生命很难。 当然，我们判断地外生命是否存在的标准，是以地球周围的环境为标准来判定，也许生命的顽强程度超过我们的想象，在恶劣的环境下也会诞生生命。这一切只能等到未来人类的 科技 水平提升到一定程度，可以飞到4.22光年之外去亲自判断了。 无论怎么说，比邻星对于人类来说都是永远无法跳过的存在，未来的星辰之路上比邻星必然会成为人类的第一站。