一提起螃蟹,你或許會覺得它們只是一些其貌不揚(yáng)、平平無奇的甲殼動物,但在動物界中,不僅有驚人數(shù)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(yán)格來說,它們并不是真正的螃蟹。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(fā)生了進(jìn)化。這一過程非常普遍,以至于科學(xué)家提出了一個專門的術(shù)語:蟹化(carcinization)。更確切地說,蟹化就是甲殼類動物物種在進(jìn)化過程中,從其他形態(tài)演變?yōu)榻菩奉?,也就是短尾下目(Brachyura)的形態(tài),特指物種在腹部位置折疊的變化。
近年來,這一進(jìn)化過程引起了許多人的注意,出現(xiàn)了諸如“為什么一切最終都變成了螃蟹”,以及“為什么進(jìn)化總是把一切都變成螃蟹”這樣標(biāo)題的帖子。
“一切”顯然是夸張的,因為地球上絕大多數(shù)動物都不屬于蟹類,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(tài)能帶來進(jìn)化優(yōu)勢,我們是否應(yīng)該將這種形態(tài)視為生命的一種進(jìn)化規(guī)律呢?這在其他星球上也適用嗎?蟹化過程發(fā)生在地球上,那或許在其他星球上也可能發(fā)生。
為了回答這些問題,與研究螃蟹、進(jìn)化和外星生命方面的專家進(jìn)行交流后,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(fā)現(xiàn)類似螃蟹的生命,但也不是完全沒有可能。
好吧,但為什么會出現(xiàn)蟹化過程呢?
雖然有很多假說,但動物進(jìn)化出類似螃蟹特征的原因仍然未知。蟹化可能是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果,科學(xué)研究目前還沒有確定的答案,為什么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(tài)非常普遍,許多我們稱為“蟹”的物種與螃蟹的關(guān)系并不密切。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(tǒng)稱,雖然它們進(jìn)化出了類似螃蟹的特征,但它們不是真正的螃蟹。
其他動物進(jìn)化出類似螃蟹的形態(tài),可能是因為這種形態(tài)具有某些優(yōu)勢。螃蟹的身體往往緊湊而扁平,腹部折疊,這使得它們成為捕食者眼中更小的目標(biāo),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(yōu)勢。當(dāng)然,有螯并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,由于螯具有多種功能,似乎并不能認(rèn)為這是螃蟹獨有的優(yōu)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只巨大的螯來吸引異性的注意。
蟹化可能有遺傳上的限制。如果一個物種進(jìn)化出了類似螃蟹的身體結(jié)構(gòu),那么它的基因組就需要有合適的構(gòu)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,地球上并沒有與人類親緣關(guān)系密切相關(guān)的螃蟹物種。
那么,外星生命是否有可能具有像螃蟹一樣的形態(tài)結(jié)構(gòu)?
目前,還沒有證據(jù)表明其他行星上存在生命,更不用說像螃蟹這樣的復(fù)雜生命了。即使我們發(fā)現(xiàn)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(shè)有了合適的環(huán)境,其他星球上也有可能進(jìn)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(gòu)件,才能進(jìn)化出類似螃蟹的形態(tài)。反之亦然,與地球環(huán)境差異很大的行星上不太可能出現(xiàn)螃蟹。
以《星球大戰(zhàn)》中的納布星舉例,這顆行星有陸地、水體和巖石等環(huán)境要素,可能會進(jìn)化出螃蟹。地球上有陸生螃蟹,由它們的海洋親戚進(jìn)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(xiàn)的概率。
如果螃蟹形態(tài)的出現(xiàn)是為了更容易鉆進(jìn)巖石縫隙,那么在多巖石的行星地貌中,蟹化的概率也會增加?;氐健缎乔虼髴?zhàn)》的類比,像沙漠星球塔圖因或氣體巨行星貝斯平(云城所在地)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(huán)境的行星上占據(jù)特定的生態(tài)位。一些螃蟹物種會在海洋底部游蕩,要么以上方水柱落下的有機(jī)廢棄物為食,要么捕食其他攝食這些廢棄物的物種。
假設(shè)另一個星球上也存在死亡并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(tài)位,這種進(jìn)化游戲的發(fā)生與地球上可能發(fā)生的情況非常相似。當(dāng)然,這并不一定意味著這個生態(tài)位會被類似螃蟹的生物占據(jù)。螃蟹確實有一些優(yōu)勢,比如大螯和可以快速行走的多條步足,以及分節(jié)的身體,但目前對這些進(jìn)化特征目的的猜測并不是很準(zhǔn)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于生存。
那么,在類地行星上會出現(xiàn)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(xiàn)在與地球環(huán)境相似的行星上。在陌生的外星環(huán)境中,可能會進(jìn)化出各種各樣奇怪的生命形式。
其他星球上的生命并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,很多巖石行星上可能有水,這或許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氣中,那里的環(huán)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(jìn)化成類似螃蟹的物種數(shù)量其實相當(dāng)有限。如果某個星球上出現(xiàn)了類似螃蟹的生物,那就說明該星球有可能發(fā)展出一些更復(fù)雜、有趣的事物。如果向太空發(fā)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(tài)的生命,因為這樣的生命形態(tài)在地球上十分常見,已經(jīng)存在了5億多年。至于蟹化的生物,需要有一個充滿活力的生態(tài)系統(tǒng)圍繞著它們;這個系統(tǒng)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(fā)現(xiàn)一只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(jìn)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(jìn)化出類似螃蟹的生物形態(tài),你就可以知道,你發(fā)現(xiàn)了一個仍然相對簡單的世界。