外星世界是否會進化出類似螃蟹的生物?

2021年08月02日09:44

  8月2日消息,據國外媒體報導,一提起螃蟹,你或許會覺得它們只是一些其貌不揚、平平無奇的甲殼動物,但在動物界中,不僅有驚人數量的蟹類物種,還有大量外形很像螃蟹,但又不是螃蟹的物種。比如寄居蟹,這些常常躲在螺殼里的動物具有與螃蟹十分相像的外形,但嚴格來說,它們並不是真正的螃蟹。不止寄居蟹,在地球生命的歷史上,甲殼亞綱十足目有5個類群都以這種方式獨立發生了進化。這一過程非常普遍,以至於科學家提出了一個專門的術語:蟹化(carcinization)。更確切地說,蟹化就是甲殼類動物物種在進化過程中,從其他形態演變為近似蟹類,也就是短尾下目(Brachyura)的形態,特指物種在腹部位置摺疊的變化。

  近年來,這一進化過程引起了許多人的注意,出現了諸如“為什麼一切最終都變成了螃蟹”,以及“為什麼進化總是把一切都變成螃蟹”這樣標題的帖子。

  “一切”顯然是誇張的,因為地球上絕大多數動物都不屬於蟹類,而且似乎也沒有變成螃蟹的可能。不過,如果在地球上擁有類似螃蟹的形態能帶來進化優勢,我們是否應該將這種形態視為生命的一種進化規律呢?這在其他星球上也適用嗎?蟹化過程發生在地球上,那或許在其他星球上也可能發生。

  為了回答這些問題,與研究螃蟹、進化和外星生命方面的專家進行交流後,他們給出的答案是:這些說法都是高度推測性的,因為我們還沒有在宇宙的其他地方發現類似螃蟹的生命,但也不是完全沒有可能。

  好吧,但為什麼會出現蟹化過程呢?

  雖然有很多假說,但動物進化出類似螃蟹特徵的原因仍然未知。蟹化可能是基因和環境共同作用的結果,科學研究目前還沒有確定的答案,為什麼長得像螃蟹比不像螃蟹更好,原因目前還不明確。

  類似螃蟹的形態非常普遍,許多我們稱為“蟹”的物種與螃蟹的關係並不密切。例如,寄居蟹是甲殼綱十足目異尾下目(Anomura)寄居蟹總科物種的統稱,雖然它們進化出了類似螃蟹的特徵,但它們不是真正的螃蟹。

  其他動物進化出類似螃蟹的形態,可能是因為這種形態具有某些優勢。螃蟹的身體往往緊湊而扁平,腹部摺疊,這使得它們成為捕食者眼中更小的目標,也能夠在更小的縫隙中移動和躲藏。

  螃蟹的“鉗子”——由第一對足演變而成的螯——可能也是一種優勢。當然,有螯並不意味著一個物種就是螃蟹,如美洲螯龍蝦(常被稱為波士頓龍蝦)就長著巨大的螯,但它們不是螃蟹。而且,由於螯具有多種功能,似乎並不能認為這是螃蟹獨有的優勢。有些螃蟹甚至不用螯來覓食,比如雄性招潮蟹就用它其中一隻巨大的螯來吸引異性的注意。

  蟹化可能有遺傳上的限製。如果一個物種進化出了類似螃蟹的身體結構,那麼它的基因組就需要有合適的構件來完成這一過程。例如,蝦和蟹都有自己的基因“工具箱”,可以讓它們長出諸多肢體和外骨骼,而人類沒有這些基因。換句話說,地球上並沒有與人類親緣關係密切相關的螃蟹物種。

  那麼,外星生命是否有可能具有像螃蟹一樣的形態?

  目前,還沒有證據表明其他行星上存在生命,更不用說像螃蟹這樣的複雜生命了。即使我們發現了長得像螃蟹的外星人,他們顯然也不是我們所定義的“螃蟹”。不過,假設有了合適的環境,其他星球上也有可能進化出類似螃蟹的外星人。即使在這些假想的行星上,任何生物也都需要有合適的基因構件,才能進化出類似螃蟹的形態。反之亦然:與地球環境差異很大的行星上不太可能出現螃蟹。

  以《星球大戰》中的納布星舉例,這顆行星有陸地、水體和岩石等環境要素,可能會進化出螃蟹。地球上有陸生螃蟹,由它們的海洋親戚進化而來。地球上也有陸生的形似螃蟹的甲殼動物,比如長相可怕的椰子蟹。但在很大程度上,一顆行星上如果有豐富的水或某種類似的液體,還是會增加類螃蟹生物出現的幾率。

  如果螃蟹形態的出現是為了更容易鑽進岩石縫隙,那麼在多岩石的行星地貌中,蟹化的幾率也會增加。回到《星球大戰》的類比,像沙漠星球塔圖因或氣體巨行星貝斯平(雲城所在地)這樣的行星,可能就不具備蟹化所需要的條件。

  類似螃蟹的生物也可以在類地環境的行星上佔據特定的生態位。一些螃蟹物種會在海洋底部遊蕩,要麼以上方水柱落下的有機廢棄物為食,要麼捕食其他攝食這些廢棄物的物種。

  假設另一個星球上也存在死亡並沉入海底的水生生物,那就可能存在類似地球海底蟹類的生態位,這種進化遊戲的發生與地球上可能發生的情況非常相似。當然,這並不一定意味著這個生態位會被類似螃蟹的生物佔據。螃蟹確實有一些優勢,比如大螯和可以快速行走的多條步足,以及分節的身體,但目前對這些進化特徵目的的猜測並不是很準確。此外,在許多情況下,物種只是從前幾代遺傳性狀,即使這些性狀很可能不再有助於生存。

  那麼,在類地行星上會出現類似螃蟹的生物嗎?

  如果外星蟹類真的存在,它們很可能會出現在與地球環境相似的行星上。在陌生的外星環境中,可能會進化出各種各樣奇怪的生命形式。

  其他星球上的生命並不需要看起來和地球上的生命完全一樣,相較而言,奇異和古怪的外星生命很可能就非常罕見。例如,很多岩石行星上可能有水,這或許是生命存在的必要特徵。但另一方面,生命也可能存在於金星的酸性大氣中,那裡的環境與地球截然不同,但也可能存在某種孢子生物。

  與某些古怪而奇妙的行星相比,類地行星可能會有相對豐富的生命,更合理的生命形式可能更為普遍。

  然而,在地球上進化成類似螃蟹的物種數量其實相當有限。如果某個星球上出現了類似螃蟹的生物,那就說明該星球有可能發展出一些更複雜、有趣的事物。如果向太空發射探測器尋找生命,可能會在其他星球上看到許多蠕蟲形態的生命,因為這樣的生命形態在地球上十分常見,已經存在了5億多年。至於蟹化的生物,需要有一個充滿活力的生態系統圍繞著它們;這個系統既需要有捕食者,也需要有各種各樣的食物,而對蠕蟲類生物來說,所有這些可能都不需要。

  發現一隻螃蟹可能意味著存在一個足夠豐富的生物圈,以及足夠豐富的基因組潛力,你或許還能期待進化出像人類一樣的生物,因此,在尋找外星生命時,尋找類似螃蟹的生物可能是一個很好的選擇。如果某顆行星上沒有進化出類似螃蟹的生物形態,你就可以知道,你發現了一個仍然相對簡單的世界。(任天)

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