“地外生命體”——烏賊的超能力
2021-06-15 01:59:40豆豆
奧秘 2021年5期
豆豆
《宇宙戰(zhàn)爭》中章魚造型的外星人
提到火星人，大家頭腦中最先浮現(xiàn)出來的是什么樣的形象？是灰色外星人的樣子吧。不過在很早以前，提到火星人，人們首先想到的是有著類似章魚觸手的外星人。
這種章魚造型的外星人首次誕生于英國作家H·G·威爾斯在1898年發(fā)表的著名作品《宇宙戰(zhàn)爭》中。作品主要講述的是有著類似章魚觸手的火星人，突然出現(xiàn)在倫敦郊區(qū)，用能噴射死光射線的三腳巨型機(jī)甲對地球發(fā)動進(jìn)攻的故事，這個故事曾多次被改編后搬上大熒幕。
H·G·威爾斯為什么會創(chuàng)造出章魚造型的火星人？他應(yīng)該是考慮到火星人由于智力發(fā)達(dá)導(dǎo)致頭部巨大，而在火星的低重力環(huán)境下并不需要發(fā)達(dá)健壯的四肢。最終創(chuàng)造出了有著類似章魚觸手的軟體動物造型的外星人，這一形態(tài)從科學(xué)的角度來看也是合理的。
在這部小說中，章魚型火星人在終于抵達(dá)地球的一瞬間，突然停止了活動。這是由于火星人對地球上的病原體沒有免疫能力，從而導(dǎo)致了自我毀滅，最終侵略活動以失敗告終。
《宇宙戰(zhàn)爭》是一部科幻小說，但是如果故事變成現(xiàn)實，你會相信嗎？
有假說認(rèn)為，遠(yuǎn)在人類出現(xiàn)之前，章魚和烏賊的同伴就從外太空來到地球。在遙遠(yuǎn)的過去，或許章魚和烏賊正是向地球發(fā)動侵襲的外星人。
從生物學(xué)分類上來看，章魚和烏賊屬于頭足類（軟體動物門頭足類）。乍一看，可能不太相似，不過鸚鵡螺其實也屬于頭足類。頭足類動物被認(rèn)為最早出現(xiàn)在古生代寒武紀(jì)，早期的頭足類動物都像鸚鵡螺那樣有著堅硬的外殼。后期的中生代期間的菊石也是有著硬殼的頭足類。
最新研究表明，相較于鸚鵡螺這類有外殼的祖先們，沒有外殼的頭足類，其構(gòu)造復(fù)雜程度有著顯著特點。此外，沒有外殼的頭足類的祖先們，是在大約2億7000萬年前二疊紀(jì)突然出現(xiàn)的。這種情況，應(yīng)該是緩慢進(jìn)化過程中的頭足類的祖先，突然借助了遙遠(yuǎn)未來的生物特征，并進(jìn)行了重組。
烏賊體色變化中隱藏的秘密
那么，所謂沒有外殼的頭足類的復(fù)雜特征，究竟指的是什么呢？首先，章魚和烏賊最為有名的特征，當(dāng)屬它們非常優(yōu)秀的擬態(tài)能力。尤其是章魚，不僅僅是身體的顏色，它們甚至能夠改變體表的質(zhì)感進(jìn)行隱蔽偽裝。
特別是擬態(tài)章魚，能夠自由變換身體的顏色、質(zhì)感和形狀，變形成為自帶毒素的魚、海蛇、水母等生物，堪比外星人。
美國加利福尼亞州的蒙特雷灣水族館研究所表示，對烏賊來說，身體顏色的變化其實是相互之間的一種交流方式。不僅是顏色變化，其變化的模式和速度等都有著特殊的意義，不過具體的信息內(nèi)容尚不可知。
烏賊能夠在短短一瞬間改變身體的顏色，得益于2種色素細(xì)胞。一種是包含黃色、紅色和褐色生物色素的色素細(xì)胞，叫做眼色素細(xì)胞。這些細(xì)胞僅僅附著在肌肉組織上，伴隨著肌肉弛緩、收縮產(chǎn)生的表面積的變化，能夠在一瞬間改變身體的顏色。
另一種色素細(xì)胞則被稱作虹彩細(xì)胞，通過光線的反射狀態(tài)產(chǎn)生百變的色調(diào)?？刂坪绮始?xì)胞的色調(diào)，與特殊的神經(jīng)細(xì)胞息息相關(guān)，更令人震驚的是，有個別虹彩細(xì)胞能夠起到在體表進(jìn)行擴(kuò)大的作用。
烏賊能夠按照自己的意識，以色素為單位控制體表，這一點與液晶顯示屏相同。整個體表都是顯示屏的話，那進(jìn)行復(fù)雜對話交流的可能性就極高了。
一般而言，人們普遍認(rèn)可章魚的智商較高，不過知道烏賊也屬于高智商生物的人就比較少了。這是因為與章魚的生活方式不同，烏賊是群居動物，通過飼養(yǎng)單獨進(jìn)行實驗是很難實現(xiàn)的。
不過好在研究人員在對極少數(shù)案例的研究后發(fā)現(xiàn)，烏賊的確是擁有高度智慧的生物。
研究動物的智商一般采用“鏡像自我認(rèn)知”的方法進(jìn)行判斷。判斷標(biāo)準(zhǔn)是被測者能否分辨出鏡子中映出的是自己，看上去十分簡單。其實，能夠做到鏡像自我認(rèn)知的動物除人類以外，只有猴子、海豚以及一小部分哺乳動物和鳥類。
但通過對萊氏擬烏賊進(jìn)行實驗發(fā)現(xiàn)，烏賊也擁有鏡像自我認(rèn)知的能力。在無脊椎動物中，展示出鏡像自我認(rèn)知能力的只有烏賊，這一點也可以印證烏賊具備較高的智力水平。
澳大利亞昆士蘭大學(xué)的腦科專家Wen-Sung Chung表示，一些品種的章魚和烏賊本身擁有超過5億個神經(jīng)元（神經(jīng)細(xì)胞）。普通的軟體動物則僅有2萬個左右，數(shù)量差距可謂是天壤之別。學(xué)術(shù)期刊《神經(jīng)解剖學(xué)前沿》上刊登的一篇論文中曾記載，脊椎動物中，貓類有2億5000萬個神經(jīng)元，犬類則有5億左右——說不定烏賊擁有與犬類相匹敵的智力。
此外，Chung的研究小組為了詳細(xì)調(diào)查烏賊的大腦構(gòu)造，他們對大型萊氏擬烏賊的腦部進(jìn)行了擴(kuò)散磁共振成像調(diào)查，并制作出了腦部結(jié)構(gòu)圖。研究結(jié)果顯示，在目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的280個神經(jīng)回路上，又新發(fā)現(xiàn)了145個新的神經(jīng)回路。而且在新發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)回路中，60%都與視覺和運動系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。
烏賊這樣的無脊椎動物擁有獨一無二的優(yōu)秀相機(jī)眼，有較多的與視覺有關(guān)的神經(jīng)回路，無疑說明頭足類是依賴視覺生存的生物，所以它們才會利用體色的變化來進(jìn)行交流吧。
烏賊自行編輯遺傳基因
頭足類動物為什么會擁有數(shù)量如此巨大的神經(jīng)細(xì)胞呢？答案似乎隱藏在它們的遺傳基因中。近些年，有關(guān)頭足類遺傳基因的研究一度盛行，研究結(jié)果則顯示它們與其他動物有著天壤之別。
2015年8月，芝加哥大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)巴克萊分校、海德堡大學(xué)、沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)等共同進(jìn)行的章魚基因組解析的結(jié)果顯示，章魚的基因組數(shù)量多達(dá)27億對。而就在最近，研究發(fā)現(xiàn)大王烏賊的基因組也有27億對之多。
人類的基因組是31億對，在數(shù)量上章魚和烏賊的確比人類要少。不過，章魚的遺傳基因在某種程度上比人類更為復(fù)雜。章魚基因組中以蛋白質(zhì)為編碼的遺傳基因有3萬3000個，遠(yuǎn)超人類所擁有的2萬5000個。
不僅如此，控制神經(jīng)細(xì)胞與神經(jīng)細(xì)胞間的短時間相互作用的丙氨酸遺傳因子集群的數(shù)量高達(dá)168個，這個數(shù)量大約是哺乳動物的2倍。由此可以知道，與章魚身體大小相比，更大的腦部擁有更多的神經(jīng)細(xì)胞。
研究還發(fā)現(xiàn)，章魚本身還擁有數(shù)百單位的特殊遺傳基因。所謂特殊遺傳基因自然是與其他動物大不相同的。
除此之外，還有不會形成集群的“同源異形基因”，這種與鋅指結(jié)構(gòu)發(fā)育息息相關(guān)的遺傳基因數(shù)量多達(dá)1800個，在全部動物中名列第二，這些特點都突顯了章魚的特異之處。章魚還擁有數(shù)量眾多的被稱作“轉(zhuǎn)移因子”的遺傳基因，這些因子能夠在基因組上移動位置，有著極其復(fù)雜的基因組構(gòu)造。
而且，章魚三分之二的神經(jīng)細(xì)胞分布在它們的觸手上，這一點使得它們的每個觸手好似擁有自己的專屬大腦一般，這也是不同的觸手能夠在同一時間進(jìn)行完全不同運動的重要原因。
2020年3月，從烏賊身上也獲得了顛覆現(xiàn)有生物學(xué)常識的新發(fā)現(xiàn)。那就是烏賊自己可以編輯自己的遺傳基因。
在研究生物遺傳基因的時候人們發(fā)現(xiàn)，信使RNA（mRNA）將核內(nèi)D N A上的信息轉(zhuǎn)錄，mRNA向核外移動，通過核糖體以遺傳密碼為基準(zhǔn)從氨基酸合成蛋白質(zhì)。事實上，核內(nèi)DNA的信息向mRNA轉(zhuǎn)錄時，通常也會發(fā)生各種信息改寫的情況。
RNA編輯會導(dǎo)致堿基的置換和插入、缺失等情況，被稱作基因置換。一般的RNA編輯和轉(zhuǎn)錄后處理都是在核內(nèi)進(jìn)行的，是發(fā)現(xiàn)遺傳基因不可或缺的處理。mRNA向核外移動后，就沒有辦法編輯遺傳信息了。
不過烏賊的神經(jīng)元（神經(jīng)細(xì)胞）是個例外。它們竟然是在核外進(jìn)行RNA編輯的。我們已知，在烏賊身上，核糖核酸的編輯是十分罕見的，但是它們卻大規(guī)模地在核外進(jìn)行RNA編輯。
大規(guī)模具體進(jìn)行RNA編輯的地方是神經(jīng)元的軸突部分。軸突是由神經(jīng)細(xì)胞伸展出來的長長的突起，也叫做神經(jīng)突起，承擔(dān)著向外輸出信息的任務(wù)。RNA編輯的好處是，能夠用極少的遺傳基因制作出多樣化的蛋白質(zhì)。每個部位都有可能進(jìn)行優(yōu)化蛋白質(zhì)功能的微調(diào)。
這樣的控制在神經(jīng)元中進(jìn)行，創(chuàng)造出了程度復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)，烏賊能夠在軟體動物中閃耀著超群的智力，應(yīng)該也有這個原因。如今，能夠確認(rèn)的是只有烏賊在核外進(jìn)行RNA編輯，同為頭足類的章魚是否具有該能力還有待驗證。
宇宙病毒促進(jìn)了頭足類的進(jìn)化?。?/h3>
由于頭足類具備這些大大區(qū)別于地球上其他生物的特征，所以人們才提出它們是地球之外生物的觀點。那么，如果頭足類真的是外星人，它們究竟是什么時候、以什么樣的形態(tài)來到地球上的呢？
距今大約5億4100萬年前，古生代寒武紀(jì)開始時，發(fā)生了被稱作寒武紀(jì)大爆發(fā)的生物爆炸性進(jìn)化的時期。在很短的時間內(nèi)，突然出現(xiàn)了直至今天我們?nèi)阅芸吹降脑S多物種。有觀點認(rèn)為這一時期出現(xiàn)爆炸性進(jìn)化過程的原因在宇宙之中。
據(jù)說頭足類的祖先也是出現(xiàn)在寒武紀(jì)時期，它們與其他生物很有可能在同一時期從宇宙來到了地球。初期的頭足類是有著堅硬外殼的生物。然而，與現(xiàn)在無殼頭足類相比，有殼頭足類不論是在生物復(fù)雜程度還是能力方面都更為低下。也就是說，與其他的生物基本沒什么區(qū)別。
另一方面，擁有復(fù)雜形態(tài)的頭足類的祖先，似乎突然出現(xiàn)于大約2億7000萬年前的古生代二疊紀(jì)。若果真如此，那么極有可能在這一時期，來自宇宙的遺傳基因以某種形式進(jìn)入到了原本就已經(jīng)存在的有殼頭足類中。
乍看之下，似乎是無稽之談，但是生命起源在宇宙之中并非完全不可能。其原因就在于，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在人類的基因組中也包含了數(shù)個“不屬于人類本身的外來DNA”。
存在于人類基因組中的外來DNA，是逆轉(zhuǎn)錄病毒的一種，稱為基因組中存在的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒。內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒是由名為轉(zhuǎn)移因子的遺傳基因構(gòu)成的，并且能夠在基因組中自由移動。
最近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)移因子對遺傳基因的發(fā)現(xiàn)和調(diào)整起著很大的作用。也就是說，人類基因組之中存在持有病毒的DNA，從而影響著人類的形態(tài)和機(jī)能。
說到逆轉(zhuǎn)錄病毒，不得不提到現(xiàn)在正作威作福的新型冠狀病毒，這種病毒也是逆轉(zhuǎn)錄病毒的一種。談起病毒，大家一定會想到生病，是令人生厭的麻煩鬼，但其實病毒對生物進(jìn)化也會產(chǎn)生秘密影響。
頭足類也擁有數(shù)量巨大的轉(zhuǎn)移因子，但它們究竟有沒有從宇宙中獲取病毒？在地球的大氣層中，每一平方米就包含有8億個以上的病毒。
以流感為代表的由病毒導(dǎo)致的疾病，一般多流行于冬季。這次的新型冠狀病毒開始流行的時間也是北半球的冬天，即2019年11月，一開始人們普遍樂觀，認(rèn)為如果氣溫持續(xù)上升，病毒會自然消失。
但實際上，從正值夏天的南半球到赤道地帶的國家，感染呈爆炸性擴(kuò)散的態(tài)勢，很明顯病毒的活躍性并不受氣溫的影響。
病毒隨著彗星從宇宙起源時就周期性地散布在地球軌道上，一旦下降到大氣圈內(nèi)，會借助自身極其輕巧的體型，隨著氣流而移動。這些氣流在赤道和兩極地區(qū)的巨大溫差下變得更為強勁。因此一到冬天就容易產(chǎn)生大規(guī)模的下降氣流，這些下降氣流將它們運送至地表附近。
這樣看來新型冠狀病毒的流行開始于冬天和流感在冬季開始流行的原因就能解釋得通了。如果生命的起源在宇宙之中，那么即使是今天，數(shù)量巨大的病毒從宇宙被送到地球的可能性也極高。
為什么會有病毒存在呢？雖然病毒會引起各種疾病，但它們的存在一定有其特殊意義。病毒存在的意義會不會是促進(jìn)生物的進(jìn)化呢？可能只有通過生病，才能助進(jìn)化一臂之力。
2億7000萬千年前的古生代二疊紀(jì)，從宇宙中帶來的逆轉(zhuǎn)錄病毒，被編入頭足類的遺傳基因，與生俱來便與其他生物特征大不相同的頭足類就這樣出現(xiàn)了，且它們恐怕是當(dāng)時誕生的智慧水平最高的生物。頭足類壽命短暫，如果通過進(jìn)化使得它們的壽命得以延長，或許它們能夠進(jìn)化為擁有自己文明的智慧生命體。
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