鬼宿在太空试验站继续着他的科普演讲
“在研究外星复杂生命的过程中,从这座陨石保留的生命迹象看,和我们在诺姆的古代生物研究一样,印证了生命演化遵循趋同进化原则,不同的物种通常会有相似的适应性特征,感觉器官就是一个很好的例子,例如:眼睛、耳朵和鼻子,这些器官具有强大的进化压力,需要有感光器官,特别是当物种是捕食者-被捕食者关系的一部分。它们可能具有不同的器官结构,例如:昆虫的复眼具有立体视觉,尽管眼睛的工作原理相同,但在深海或者洞穴里的生物,由于阳光无法照射进入,一些生物进化历程中逐渐退化眼睛。另外,拥有灵巧的附肢绝对是一种优势——要么是长手指或者爪子的肢体,要么是触手,或者兼而有之,比如章鱼,也可能是特殊的躯干结构。在这些问题上仍然是有歧义的,比如深海或者洞穴里的生物,是由于没有光线不需要眼睛,还是仅仅是有这个器官基因,就认为它应该有,而由于环境压迫而不表达。比如那种认为是在特殊条件下退化了器官功能的洞穴生物。或许这种和在光线下生活的同类生物可能是一个祖先,但是却是在不同的地点独立演化的,对环境有足够的感知就够了。而在有光线的世界里,也有很多夜行生物,它们都有自己感受外界环境的功能,是这个功能决定了生物特性。这就如同鸟类是有了翅膀会飞的,还是由于想飞,长出翅膀的理想实现了才会飞的?人类一直有这样的理想,并没有变成超人,只能借助外力来实现。好了,这个问题我们还在探索,回归正题。 “我们知道,在有生命活动的诺姆,大多数曾经存在过的物种都没有被保存在化石记录中——这里说的是物种,而非简单的有机体。这意味着地球上也会有一些完整的动物种群没有留下任何痕迹。化石为我们提供了一种非同寻常的视角,但与此同时,这对于过去的物种多样性而言,也是一个非常不完整的视角。这个不完整会引起很多猜测,猜测就带有了很多主观性,总会拿人类的思维去推测生物的演化。比如那个想飞的生物没有被摔死而长出了翅膀,在龙韵邦国有一种啮齿类生物滑翔了几十万年了,也没有实现长出翅膀的愿望,我估计这种生物是最具有长出翅膀的想法的。 “化石“重见天日”纯属偶然,不仅仅需要有拿着石头锤、对化石感兴趣的智慧生命努力发掘,还需要考虑天时和地利的因素。数以万亿计的化石仍深埋在地下,只有当包含它们的岩石上升并暴露出来时,才会被人们发现。诺姆能够捕获来自其它星系的有如此丰富古生物信息的化石更是如此难得。不仅如此,这块陨石还带来了“亚化石”(subfossil)。这块陨石被送入太空后,虽然经历了几十万年的时间,但是由于太空特殊的环境,比如危害生物组织的微生物处于休眠状态,让逝去的生物组织仍处于生前状态。超低温状态,陨石中保留的地球生物样本发生化学变化的过程比起在地球上慢了很多,这得益于太空环境微生物的休眠,化学反应随着温度降低停止等,因此,一些生物样本依然可以看到其生前生动的样子。犹如放在完全隔离的环境中的标本。太空实验室能够复原地球古老生物完全依赖于此。”星日马捅了捅正在聚精会神听讲的柳土獐小声说“你们科幻作家都是靠主观联想编故事的,这下魔术底子被亮出来了。”
激灵了一下的柳土獐低声说“主观联想更能符合人们的愿望,符合愿望的故事才是好故事。注意听讲。”
“从“亚化石”我们确认,生命的复杂程度不是基因的多少决定的。”
电视画面继续传来的鬼金羊的声音,“只有1000多个细胞的线虫、卵生爬行动物和哺乳类动物,其实都具有两万多个基因,而且这些基因基本存在一一对应的关系。也就是说从基因数目和种类来说,不同生物体之间的差别其实很小,但生物体本身复杂程度却千差万别。
“基因的数量其实并不等于基因组的复杂程度,不同生物的基因数量虽然接近,但是高等生物存在更复杂的基因调控的模式,这事实上才是决定生物体之间差别的关键因素。关于调控模式的信息蕴含在基因组里,但它又不是基因。显然,基因组里面除了基因还有很多重要的信息。这就是”非编码区域”。 “大量的关于复杂的基因调控模式的信息,就蕴含在这些不是基因的区域里面,我们管它叫非编码的区域。在这些区域里有很多调控基因的元件,这些元件的数目我们已经知道,我们正在最后确认它们是怎么连接的,所以我们通过三维基因组学,就是用一些特殊的技术来判断这些元件跟基因之间是怎么连接的。 “基因组它并不是一个完全混乱的状态,而是一个高度有序的一种结构上的状态。基因组是有复杂结构的,这种结构对基因组功能的调控非常重要,如果结构出现错误,会导致基因组功能的失调。 “基因组是以高度浓缩的形式压缩在细胞核里的,染色质经过一系列的折叠,形成越来越粗的纤维,才能被压缩到细胞核里去,相当于把十千米的头发塞到一个鸟蛋里面。染色质不是随机分布在细胞核里面,其实它们在细胞核里面折叠成特定的三维结构,正是这种结构决定了调控元件找到目标基因的方式。 “虽然我们现在通过显微镜直接观察无法实现对结构的测量,但可以用一些间接的方法,比如结合了测序、数据处理的方法,间接地推算它是怎么折叠的。 “我们发现,基因组里面有一些像马达一样的蛋白,当它套在DNA上面之后就会不停产生力,让DNA从它的两个环当中穿过去。当它碰到一些特定的位点,比如CTCF停止位点时,就会停在这个地方。这样它就把基因组分隔成了很多不同区域。调控元件跟基因之间的接触点,也在环卡住的位置产生了。这就是我们说三维基因组结构形成的分子机制。 “基因突变、基因重组都能促使物种演化。注意,这里我们反复强调演化,它和进化的区别在与,进化强调连续性,演化意味着存在连续性之外的阶段性的突变。对细菌和病毒等来说,它们繁殖能力强,在面对外界压力时,可以通过快速的基因突变来演化。经过外界压力的筛选,一个种群可能只遗留下少数突变株,但由于其高效的繁殖能力,这些突变株又迅速形成一个新种群,这是阶段性突变的实例。 “细胞生物体内也存在基因突变,但对它们来说,通过突变来演化并不是一条十分合理、具有效率的途径。生物历史上反复的灭绝与诞生说明了这种突变带来的代价,地球这块陨石展现的生命演化的层次,表明了代价和收益仍然是合理的。 “以上我们所研究的都是生命内在的关系,在此基础上我们展开了大胆的试验,也就是为了验证诺姆生命基因与地球生命之间的内在联系,具体的就是我们利用了地球信使带来的亚化石保存的完整基因,用诺姆星球相似的生命作为基底再现了地球生命活着的样子,当然,这里仍然有超过30%,甚至超过50%的诺姆生命的样子,你们从外形甚至形态就能够猜出来。因为这些再生生物的生母是诺姆相关生物。这个目的是,如果地球生物的基因来到诺姆,与诺姆相关生物结合是否可行,实践证明,完全克隆出地球生命本来的样子,在诺姆生活是有困难的。请看1号地球生命” 箕水豹将画面切换到太空生物实验养殖区,1号笼子,一个类似水豚但有四肢的长颈和横切齿的动物,一看就是个吃草的。 “这是用诺姆水豚的胚胎外包内置地球一种植食性动物基因成功克隆的生物,其所带的地球生物基因在90%,这种生物是胎生动物,在使用诺姆水豚胚胎后,诞生的后代,仍然只能食用地球原生植物,如今我们喂食的植物饲料就是根据这块陨石带来的植物种子培育的,植食性生物食用的植物范围很小,不是它的食物食用后轻则不消化,重则可能中毒。目前这种生物还在幼儿期,我们在太空还能喂得起。不过在太空实验站这个失重环境中,这种生物不可能像原来一样的寿命,一般不会超过其幼儿期。 “这是2号地球克隆生物,是一种杂食性生物,这种生物是演化中的生物,它的母亲在它诞生后首先让它食用的不是奶,而是自己的粪便,粪便虽然有部分消化未完容易吸收的养分,更重要的是,为它的幼子提供了共生菌群。我们用诺姆类似的生物做母本成功克隆,这次比较成功,虽然我们在克隆前研究了这种生物生前消化系统内微生物种群,其中很大一部分与诺姆类似生物完全不一样,但是它食用了母亲的粪便后,共生菌种群成功殖活,它能食用诺姆母本食用的食物范围。说明任何复杂生命都是生命共同体,复杂生命诞生的过程,就是共同体组合的过程,我们人体就有145种基因是来自于身体里的微生物。从我们吸入的氧气,到我们的胃从食物中吸收的营养,这一切都要感谢在这个星球上不断繁衍生息的细菌。在我们体内,包括细菌在内的微生物数量是人体细胞的10倍,这使得我们本身就是微生物的集合。 “3号生物不是克隆生物,3号生物是父本,一种诞生于卵生到胎生的哺乳动物的过渡过程的突变物种,有点像啮齿类的老鼠。我们利用了地球生物的体细胞含有的基因,利用我们之前倍有争议的两个大陆新人类诞生的方法,在诺姆小生物狙猄生成适合于狙猄的精细胞产生精子,诞生了一种新物种,这种生物母本是诺姆生物,父本是地球生物,可以说是含有各50%遗传基因的物种,这种生物基本上能适应诺姆生活环境,但是也带来了少数不适应性,也就是在父本中含有内源性病毒,会在新环境下爆发,现在看并不致命,这种内源性病毒也会让母本患病,可能情况不好,因为母本生物没有这种病毒的适应性体质。 “从以上研究过程我们可能会意识到,我们的方舟生命到达地球时,在诺姆生命被地球细菌湮灭之前,我们需要考虑一些因素。我们汇总了一下,一共有以下3个因素:地球和地外生命形式之间的生物化学过程可能存在着差异性,这将以分子的“镜像结构”进行代表;诺姆人类基因序列中可能存在的任意性特征;以及昆虫和蛛形纲生物带菌体携带的某种传播性疾病。 “一些有机分子彼此之间存在着某些镜像。同样,这种镜像存在于氨基酸,它们是蛋白质的组成部分。蛋白质和聚合物是由重复亚基(叫做单体的更小分子)构成的巨分子,聚合物可比作砖墙,重复亚基像许多单个的砖,最终构建一个较大的结构。有20种不同类型的氨基酸(单体)化学键合在一起,形成蛋白质,这在生命化学属性中是最重要的角色。蛋白质构成人体酶(有机催化剂)、骨骼、软骨、肌肉、皮肤、内膜和器官,以及复杂的脂类,神经组织,简而言之,蛋白质可以构成人体结构的任何部位。 “虽然构成人类蛋白质的有20多种不同氨基酸,但在核酸中仅有4种不同环状化合物,它们是DNA中的腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。RNA胸腺嘧啶被尿嘧啶替代,同时,RNA存在来自DNA的不同五碳糖和核糖。 “DNA中的五碳糖是脱氧核糖,它不同于核糖,拥有一个低氧原子。DNA被复制在RNA上,之后编码氨基酸序列进入人类蛋白质。由于它们仅有4个环状化合物和20个氨基酸,所以需要叫做“密码子”的3组环状化合物,编码形成1个氨基酸。例如:一个RNA链式码中的3个尿嘧啶核苷酸序列,由于4个环状化合物中任何意3个有64种可能性组合,因此基因代码是多余的,许多氨基酸可以编码形成3重密码子。 “有趣的是,将氨基酸排列成序的RNA分子,在其分子末端的“密码子”能够发现氨基酸,例如:苯基丙氨酸的“U-U-U密码子”不会以任何方式与苯基丙氨酸发生交互反应,相反,“U-U-U密码子”和附着的苯基丙氨酸分子似乎适配在一种酶的表面。 “我们诺姆上所有生命形式的基因序列是完全随机的,同时,在地球上完全不同的基因序列可能更具优势。事实上,看似任意替换的不同密码子出现在诺姆星球上,例如:人类线粒体基因,线粒体是细胞的“发电所”,拥有自己的基因,与细胞核的基因相分离,AUA密码子,腺嘌呤、尿嘧啶、腺呤,编码氨基酸蛋氨酸,而不是在RNA代码中提取细胞核,对异亮氨酸进行编码。同时,在线粒体代码中,UGA密码子,尿嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤,编码氨基酸色氨酸,然而在人体细胞的细胞核RNA,UGA是一个中止密码子,在氨基酸链上发出中断信号。这种替代也适用于支原菌基因序列,在同时拥有UGA和UAA密码子的纤毛原生动物中,大多数生命形式中还有另外两个中止密码子,而不是氨基酸谷氨酰胺。 “如果地球生命的基因代码与我们完全不同,病毒通过劫持人类蛋白质制造机制,可以读取病毒基因代码制造出新的病毒,将不会感染具有不同基因代码的外星生命。三重病毒核酸(RNA或者DNA)代码将被宿主的蛋白质制造机制读取,以病毒蛋白的不同氨基酸序列进行编码。同样地,我们也对地球生命携带的任何病毒具有免疫能力。 “通常,地球病毒可能不会攻击具有不同DNA和RNA代码的外星生命,许多感染人类的疾病是通过昆虫、扁虱和跳蚤吸食人类血液进行传播的,它们不会选择诺姆生命的血液作为食物,这意味着造访地球的外星生命将拥有“通行证”了. “事实上,这并不代表诺姆生命将一路畅通,对各种微生物都免疫。地球上还生存着更加专业的寄生虫,一些微生物,特别是感染许多物种的细菌,具有非常强的投机性。人们很容易想到最易导致疫情的3种细菌,它们分别是:葡萄球菌、链球菌和假单胞菌。它们的共性是可以攻击大量不同类型的生物体,并且通过改造自己对抗生素产生较强的抗性,可以在不同环境条件下顽强地生存下来。 “从表面上看,葡萄球菌和链球菌可能只会感染诺姆生物体,人们很难相信它们也会感染诺姆星球外生命形式,毕竟诺姆星球外生命的化学结构与诺姆生命差异很大。诺姆星球上动物和植物上的不同类型假单胞菌和病原菌,能够新陈代谢芳香烃,例如:甲苯和乙烯酮。不同种类的葡萄球菌和链球菌也会新陈代谢碳氢化合物,这些细菌可以吞食活体生物身体中的碳氢化合物,而且它们像耐甲氧西林金黄色葡萄球菌一样,不同种类的假单胞菌对抗生素的耐药性也会增强。各种常见的真菌,特别是念珠菌和曲霉属真菌,也能新陈代谢碳氢化合物,同时,它们能用于石油废料生物降解。如果它们能够新陈代谢碳氢化合物,那么也会感染诺姆星球外生命形式。”在酒吧里,看呆的柳土獐自言自语道,“看来方舟幸运者也不一定幸运,说不定他们到那里会被看不见的东西吃掉。”
“你傻了吧”斗天牛说“鬼博士说了,地球微生物识别不了诺姆生命形式,比如你到了那里,不识趣的蚊子叮了你一口立马死了,然后死前发出信息,这类人有毒,于是蚊类对你避而远之。”
“不过我觉得,根据鬼博士他们在太空地球信使的研究,可能不存在这个差别,你看竟然可以在诺姆狙猄上诞生出与地球小生物的复合体,那么微生物的喜好也是通用的。”
星日马说
“我就是感觉到了星日马所说的,所以才有点担心。”柳土獐悻悻的说“这种眼睁睁的恐惧会引起没必要的焦虑,不如我们睡一觉的更好,反正已经睡过去了,醒来是新生,幸事。没有醒来就算一生吧。这一生已经无憾了。来来来,喝酒过好余生。”
“我对来生信心很足呢!”
星日马说“基因如果寄存在无辐射的低温环境中,可以存活几百万年呢!而他们在方舟中生命更迭不知多少代了,会不会基因变种,到达地球后不知道是什么样子呢!只有一点,我们和方舟幸运者同舟,他们的后代会不会把我们吃掉呢?”
“你那是生物载体的基因样本,没啥味道,引不起食欲。”
斗天牛说,“而人类基因不会突变,突变也是环境微生物作用,就如同太空试验站看到的地球生物灭绝与诞生一样,是一种难以预料的事。而灭亡是大概率的,也有突然生命爆发的繁荣。不过相信如果不出现诺姆这样的灾难,在一个稳定的星球上,生命繁复是常态。也许大型生命全部被微生物消灭,然后微生物再合作诞生新一批新物种。”
“你又讲科幻了”星日马调侃地说。柳土獐扬扬眉毛说“那可是我的专长。你看诺姆星球很多史前奇迹无法解释,说明诺姆文明也是多次繁复出现的。不过到了我们这里,可能是最后一批了。”
“大部分所谓的史前文明遗迹是我们用想象附加上的,只是我们愿意让它存在的愿望。后来证明并不存在。不过倒是让人有一种产生追思人类过去的幻觉。挺好玩的。”
星日马说