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生物学上真有三体人吗?

2023-05-30

大众科学 2023年3期
关键词:耐性海藻存活

三体人脱水抗干旱和高温,度过乱纪元,地球上存在这样的生物吗?从生物学上来讲,三体人真的可行吗?

当然是可行的,我们不妨从生物演化的角度,详细分析三体人的进化过程。

地球上的生物,具有脱水耐性(Desiccation tolerance)的其实比较常见。

无论细菌、真菌,还是植物和动物中,都有生物具有这样的能力。

我们重点来看看地球上具有此类能力的动物,与三体人的共性。

动物中的轮虫纲、线虫动物门、缓步动物门、鳃足纲,以及一些昆虫,都有物种存在很强的脱水耐性。

各类中的代表生物有:

轮虫纲——蛭形轮虫,从数万年永冻土中分离,能盗取基因,约8%~9%外源基因。

线虫动物门——秀丽隐杆线虫,耐久型幼虫阶段可脱水 98%,可在极端干燥环境存活4个月。

缓步动物门——水熊虫,可脱水99%,抗极端高低温、辐射,存活数年,有盗取基因能力。

鳃足纲——丰年虾,俗称卤虫,耐干旱高盐,幼虫脱水98%,最高可耐100%盐浓度。

昆虫——范氏多足摇蚊,又称昏睡摇蚊,脱水97%,长时间耐高低温,耐纯酒精。

当遇到极端环境,动物转变生理特征,转变为具有忍耐恶劣环境的状态,称为隐生(Cryptobiotic)。

在无脊椎动物中,隐生是很常见的现象,除了低湿隐生(脱水耐性)外,还有低温隐生、高温隐身、缺氧隐生、变渗隐生等等。

不难发现,具有脱水耐性的生物,往往具有多种隐生能力。

在《三体》原著中,三体人其实也不仅仅具有脱水耐干旱的特性,也同時能耐高温、低温、耐辐射。三体人脱水后,变成干纤维,除了可以等待复活外,也可以一把火烧掉,成为燃料。三体人判处死刑,或者年老、找不到工作,就是脱水一把火烧掉。

这不仅说明三体人的碳基属性,也说明它们脱水后,具有极低的含水量。

三体人与地球生物的高共性,适宜地球环境,也是他们意图攻占地球的根本原因。

通过分析以上生物的共通生理特性,我们能够探索出三体人的进化秘密。

海藻糖

具有极端环境抗性的地球生物,它们身体内大多具有相同的秘密——海藻糖(trehalose)

虽然细胞中的一些蛋白质、多不饱和脂肪酸、多胺,以及其它的一些糖分,也有利于脱水耐性。但海藻糖是这些生物,具有极端环境抗性的主要共同物质,不仅仅是动物,就连具有脱水耐性的真菌(如香菇)和植物(如卷柏),也主要是海藻糖在发挥作用。

海藻糖具有什么样的神奇魔力,才让这些地球生物,共同选择了这种物质?

因为海藻糖在干燥环境下,会发生玻璃化,形成非晶态物质。

海藻糖玻璃化状态下,没有尖锐晶体,不仅可以避免对细胞结构的破坏,还能降低胞内水蒸汽压力,增加对脱水的抵抗力。同时玻璃化的粘稠状态,也能减少分子扩散,基本停止细胞内的所有生化反应。同时还会抑制脂质融合,对细胞膜和细胞内蛋白质都具有稳定和保护作用,从而确机体保完全休眠和长时间的稳定。

脊椎动物脱水耐性低,正是缺少这样的机制。

在脊椎动物中脱水耐性最强的是红斑蟾蜍,最高也只能达到 40%。低温耐性最强的是林蛙,主要利用体内的尿素和葡萄糖作为低温保护剂,可在零下几度2/3结冰状态存活。

但这些特征比起隐生的无脊椎动物都差了很多。

更高等的脊椎动物,无论血液循环系统、免疫系统、神经系统,各类器官都高度依赖水环境,往往没有脱水耐性。海藻糖在人体中不仅比例低,而且主要促进细胞自噬,并不发挥对极端环境耐性的作用。

这也注定了三体人与地球人截然不同的生理构造。

无脊椎动物之所以广泛用海藻糖作为隐生状态的保护剂,并不是它们专门应对隐生而进化来的,而是它们的“血糖”正好就是海藻糖。

即便不能隐生的昆虫,绝大多数都能忍耐干旱,轻轻松松可脱水50%存活,超过蛙类的极限,而且体型更大的昆虫,表现出更高的脱水耐性。

所以从地球生物推测,三体人的血糖,大概率就是海藻糖,而且它们的血糖浓度可能高于地球人。根据地球生物的特征,可以猜测,三体人在脱水的过程中,体内超过20%以上的干重物质都会转化成海藻糖。

作为大型生物,仅仅只有海藻糖的血糖,还不足以具有极高的脱水耐性。

三体人还有什么特征

通过分析上面的多种地球生物,不难发现,较高等的无脊椎动物中,鳃足纲和昆虫纲属于节肢动物,它们和缓步动物门都属于泛节肢动物。

泛节肢动物普遍存在几丁质(甲壳素,属于一种多糖)外骨骼,同时也在地球生物史中出现过大型化的生物。

除了脱水耐性,三体人在炙热环境下还需要反射太阳辐射,那么三体人是必然存在外骨骼的。

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