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生物學上真有三體人嗎?

2023-05-30 20:44
大眾科學 2023年3期
關鍵詞:耐性海藻存活

三體人脫水抗干旱和高溫,度過亂紀元,地球上存在這樣的生物嗎?從生物學上來講,三體人真的可行嗎?

當然是可行的,我們不妨從生物演化的角度,詳細分析三體人的進化過程。

地球上的生物,具有脫水耐性(Desiccation tolerance)的其實比較常見。

無論細菌、真菌,還是植物和動物中,都有生物具有這樣的能力。

我們重點來看看地球上具有此類能力的動物,與三體人的共性。

動物中的輪蟲綱、線蟲動物門、緩步動物門、鰓足綱,以及一些昆蟲,都有物種存在很強的脫水耐性。

各類中的代表生物有:

輪蟲綱——蛭形輪蟲,從數(shù)萬年永凍土中分離,能盜取基因,約8%~9%外源基因。

線蟲動物門——秀麗隱桿線蟲,耐久型幼蟲階段可脫水 98%,可在極端干燥環(huán)境存活4個月。

緩步動物門——水熊蟲,可脫水99%,抗極端高低溫、輻射,存活數(shù)年,有盜取基因能力。

鰓足綱——豐年蝦,俗稱鹵蟲,耐干旱高鹽,幼蟲脫水98%,最高可耐100%鹽濃度。

昆蟲——范氏多足搖蚊,又稱昏睡搖蚊,脫水97%,長時間耐高低溫,耐純酒精。

當遇到極端環(huán)境,動物轉(zhuǎn)變生理特征,轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂腥棠蛺毫迎h(huán)境的狀態(tài),稱為隱生(Cryptobiotic)。

在無脊椎動物中,隱生是很常見的現(xiàn)象,除了低濕隱生(脫水耐性)外,還有低溫隱生、高溫隱身、缺氧隱生、變滲隱生等等。

不難發(fā)現(xiàn),具有脫水耐性的生物,往往具有多種隱生能力。

在《三體》原著中,三體人其實也不僅僅具有脫水耐干旱的特性,也同時能耐高溫、低溫、耐輻射。三體人脫水后,變成干纖維,除了可以等待復活外,也可以一把火燒掉,成為燃料。三體人判處死刑,或者年老、找不到工作,就是脫水一把火燒掉。

這不僅說明三體人的碳基屬性,也說明它們脫水后,具有極低的含水量。

三體人與地球生物的高共性,適宜地球環(huán)境,也是他們意圖攻占地球的根本原因。

通過分析以上生物的共通生理特性,我們能夠探索出三體人的進化秘密。

海藻糖

具有極端環(huán)境抗性的地球生物,它們身體內(nèi)大多具有相同的秘密——海藻糖(trehalose)

雖然細胞中的一些蛋白質(zhì)、多不飽和脂肪酸、多胺,以及其它的一些糖分,也有利于脫水耐性。但海藻糖是這些生物,具有極端環(huán)境抗性的主要共同物質(zhì),不僅僅是動物,就連具有脫水耐性的真菌(如香菇)和植物(如卷柏),也主要是海藻糖在發(fā)揮作用。

海藻糖具有什么樣的神奇魔力,才讓這些地球生物,共同選擇了這種物質(zhì)?

因為海藻糖在干燥環(huán)境下,會發(fā)生玻璃化,形成非晶態(tài)物質(zhì)。

海藻糖玻璃化狀態(tài)下,沒有尖銳晶體,不僅可以避免對細胞結(jié)構(gòu)的破壞,還能降低胞內(nèi)水蒸汽壓力,增加對脫水的抵抗力。同時玻璃化的粘稠狀態(tài),也能減少分子擴散,基本停止細胞內(nèi)的所有生化反應。同時還會抑制脂質(zhì)融合,對細胞膜和細胞內(nèi)蛋白質(zhì)都具有穩(wěn)定和保護作用,從而確機體保完全休眠和長時間的穩(wěn)定。

脊椎動物脫水耐性低,正是缺少這樣的機制。

在脊椎動物中脫水耐性最強的是紅斑蟾蜍,最高也只能達到 40%。低溫耐性最強的是林蛙,主要利用體內(nèi)的尿素和葡萄糖作為低溫保護劑,可在零下幾度2/3結(jié)冰狀態(tài)存活。

但這些特征比起隱生的無脊椎動物都差了很多。

更高等的脊椎動物,無論血液循環(huán)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng),各類器官都高度依賴水環(huán)境,往往沒有脫水耐性。海藻糖在人體中不僅比例低,而且主要促進細胞自噬,并不發(fā)揮對極端環(huán)境耐性的作用。

這也注定了三體人與地球人截然不同的生理構(gòu)造。

無脊椎動物之所以廣泛用海藻糖作為隱生狀態(tài)的保護劑,并不是它們專門應對隱生而進化來的,而是它們的“血糖”正好就是海藻糖。

即便不能隱生的昆蟲,絕大多數(shù)都能忍耐干旱,輕輕松松可脫水50%存活,超過蛙類的極限,而且體型更大的昆蟲,表現(xiàn)出更高的脫水耐性。

所以從地球生物推測,三體人的血糖,大概率就是海藻糖,而且它們的血糖濃度可能高于地球人。根據(jù)地球生物的特征,可以猜測,三體人在脫水的過程中,體內(nèi)超過20%以上的干重物質(zhì)都會轉(zhuǎn)化成海藻糖。

作為大型生物,僅僅只有海藻糖的血糖,還不足以具有極高的脫水耐性。

三體人還有什么特征

通過分析上面的多種地球生物,不難發(fā)現(xiàn),較高等的無脊椎動物中,鰓足綱和昆蟲綱屬于節(jié)肢動物,它們和緩步動物門都屬于泛節(jié)肢動物。

泛節(jié)肢動物普遍存在幾丁質(zhì)(甲殼素,屬于一種多糖)外骨骼,同時也在地球生物史中出現(xiàn)過大型化的生物。

除了脫水耐性,三體人在炙熱環(huán)境下還需要反射太陽輻射,那么三體人是必然存在外骨骼的。

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