新浪科技|外星世界是否会进化出类似螃蟹的生物?


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新浪科技讯 北京时间8月2日消息 , 据国外媒体报道 , 一提起螃蟹 , 你或许会觉得它们只是一些其貌不扬、平平无奇的甲壳动物 , 但在动物界中 , 不仅有惊人数量的蟹类物种 , 还有大量外形很像螃蟹 , 但又不是螃蟹的物种 。 比如寄居蟹 , 这些常常躲在螺壳里的动物具有与螃蟹十分相像的外形 , 但严格来说 , 它们并不是真正的螃蟹 。 不止寄居蟹 , 在地球生命的历史上 , 甲壳亚纲十足目有5个类群都以这种方式独立发生了进化 。 这一过程非常普遍 , 以至于科学家提出了一个专门的术语:蟹化(carcinization) 。 更确切地说 , 蟹化就是甲壳类动物物种在进化过程中 , 从其他形态演变为近似蟹类 , 也就是短尾下目(Brachyura)的形态 , 特指物种在腹部位置折叠的变化 。
近年来 , 这一进化过程引起了许多人的注意 , 出现了诸如“为什么一切最终都变成了螃蟹” , 以及“为什么进化总是把一切都变成螃蟹”这样标题的帖子 。
“一切”显然是夸张的 , 因为地球上绝大多数动物都不属于蟹类 , 而且似乎也没有变成螃蟹的可能 。 不过 , 如果在地球上拥有类似螃蟹的形态能带来进化优势 , 我们是否应该将这种形态视为生命的一种进化规律呢?这在其他星球上也适用吗?蟹化过程发生在地球上 , 那或许在其他星球上也可能发生 。
【新浪科技|外星世界是否会进化出类似螃蟹的生物?】为了回答这些问题 , 与研究螃蟹、进化和外星生命方面的专家进行交流后 , 他们给出的答案是:这些说法都是高度推测性的 , 因为我们还没有在宇宙的其他地方发现类似螃蟹的生命 , 但也不是完全没有可能 。
好吧 , 但为什么会出现蟹化过程呢?
虽然有很多假说 , 但动物进化出类似螃蟹特征的原因仍然未知 。 蟹化可能是基因和环境共同作用的结果 , 科学研究目前还没有确定的答案 , 为什么长得像螃蟹比不像螃蟹更好 , 原因目前还不明确 。
类似螃蟹的形态非常普遍 , 许多我们称为“蟹”的物种与螃蟹的关系并不密切 。 例如 , 寄居蟹是甲壳纲十足目异尾下目(Anomura)寄居蟹总科物种的统称 , 虽然它们进化出了类似螃蟹的特征 , 但它们不是真正的螃蟹 。
其他动物进化出类似螃蟹的形态 , 可能是因为这种形态具有某些优势 。 螃蟹的身体往往紧凑而扁平 , 腹部折叠 , 这使得它们成为捕食者眼中更小的目标 , 也能够在更小的缝隙中移动和躲藏 。
螃蟹的“钳子”——由第一对足演变而成的螯——可能也是一种优势 。 当然 , 有螯并不意味着一个物种就是螃蟹 , 如美洲螯龙虾(常被称为波士顿龙虾)就长着巨大的螯 , 但它们不是螃蟹 。 而且 , 由于螯具有多种功能 , 似乎并不能认为这是螃蟹独有的优势 。 有些螃蟹甚至不用螯来觅食 , 比如雄性招潮蟹就用它其中一只巨大的螯来吸引异性的注意 。
蟹化可能有遗传上的限制 。 如果一个物种进化出了类似螃蟹的身体结构 , 那么它的基因组就需要有合适的构件来完成这一过程 。 例如 , 虾和蟹都有自己的基因“工具箱” , 可以让它们长出诸多肢体和外骨骼 , 而人类没有这些基因 。 换句话说 , 地球上并没有与人类亲缘关系密切相关的螃蟹物种 。
那么 , 外星生命是否有可能具有像螃蟹一样的形态?
目前 , 还没有证据表明其他行星上存在生命 , 更不用说像螃蟹这样的复杂生命了 。 即使我们发现了长得像螃蟹的外星人 , 他们显然也不是我们所定义的“螃蟹” 。 不过 , 假设有了合适的环境 , 其他星球上也有可能进化出类似螃蟹的外星人 。 即使在这些假想的行星上 , 任何生物也都需要有合适的基因构件 , 才能进化出类似螃蟹的形态 。 反之亦然:与地球环境差异很大的行星上不太可能出现螃蟹 。

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以《星球大战》中的纳布星举例 , 这颗行星有陆地、水体和岩石等环境要素 , 可能会进化出螃蟹 。 地球上有陆生螃蟹 , 由它们的海洋亲戚进化而来 。 地球上也有陆生的形似螃蟹的甲壳动物 , 比如长相可怕的椰子蟹 。 但在很大程度上 , 一颗行星上如果有丰富的水或某种类似的液体 , 还是会增加类螃蟹生物出现的几率 。
如果螃蟹形态的出现是为了更容易钻进岩石缝隙 , 那么在多岩石的行星地貌中 , 蟹化的几率也会增加 。 回到《星球大战》的类比 , 像沙漠星球塔图因或气体巨行星贝斯平(云城所在地)这样的行星 , 可能就不具备蟹化所需要的条件 。
类似螃蟹的生物也可以在类地环境的行星上占据特定的生态位 。 一些螃蟹物种会在海洋底部游荡 , 要么以上方水柱落下的有机废弃物为食 , 要么捕食其他摄食这些废弃物的物种 。
假设另一个星球上也存在死亡并沉入海底的水生生物 , 那就可能存在类似地球海底蟹类的生态位 , 这种进化游戏的发生与地球上可能发生的情况非常相似 。 当然 , 这并不一定意味着这个生态位会被类似螃蟹的生物占据 。 螃蟹确实有一些优势 , 比如大螯和可以快速行走的多条步足 , 以及分节的身体 , 但目前对这些进化特征目的的猜测并不是很准确 。 此外 , 在许多情况下 , 物种只是从前几代遗传性状 , 即使这些性状很可能不再有助于生存 。
那么 , 在类地行星上会出现类似螃蟹的生物吗?
如果外星蟹类真的存在 , 它们很可能会出现在与地球环境相似的行星上 。 在陌生的外星环境中 , 可能会进化出各种各样奇怪的生命形式 。
其他星球上的生命并不需要看起来和地球上的生命完全一样 , 相较而言 , 奇异和古怪的外星生命很可能就非常罕见 。 例如 , 很多岩石行星上可能有水 , 这或许是生命存在的必要特征 。 但另一方面 , 生命也可能存在于金星的酸性大气中 , 那里的环境与地球截然不同 , 但也可能存在某种孢子生物 。
与某些古怪而奇妙的行星相比 , 类地行星可能会有相对丰富的生命 , 更合理的生命形式可能更为普遍 。
然而 , 在地球上进化成类似螃蟹的物种数量其实相当有限 。 如果某个星球上出现了类似螃蟹的生物 , 那就说明该星球有可能发展出一些更复杂、有趣的事物 。 如果向太空发射探测器寻找生命 , 可能会在其他星球上看到许多蠕虫形态的生命 , 因为这样的生命形态在地球上十分常见 , 已经存在了5亿多年 。 至于蟹化的生物 , 需要有一个充满活力的生态系统围绕着它们;这个系统既需要有捕食者 , 也需要有各种各样的食物 , 而对蠕虫类生物来说 , 所有这些可能都不需要 。
发现一只螃蟹可能意味着存在一个足够丰富的生物圈 , 以及足够丰富的基因组潜力 , 你或许还能期待进化出像人类一样的生物 , 因此 , 在寻找外星生命时 , 寻找类似螃蟹的生物可能是一个很好的选择 。 如果某颗行星上没有进化出类似螃蟹的生物形态 , 你就可以知道 , 你发现了一个仍然相对简单的世界 。 (任天)

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