三體人脫水復活,在生物學上真的可行嗎?

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大傢好,我是瞻雲。

在大劉的科幻小說《三體》中,三體人在漫長的演化中,為瞭應對“亂紀元”的極端生存環境,它們進化出瞭脫水休眠的神奇能力。脫水後的柔軟肝纖維狀態,僅僅隻需要用水浸泡,就能原地滿血復活。

對於三體人的這種能力,不少文章和視頻都嘗試著進行解釋,但都沒有足夠令我滿意的答案。今天,我就從專業生物學知識的角度,來抽絲剝繭地探索三體人身體裡的秘密。

脫水復活:三體人身體裡有著怎樣的秘密?

提到脫水復活,很多人可能已經想到瞭一個大名鼎鼎的生物——水熊蟲。水熊蟲脫水99%還能復活,不僅能抗極端低溫、幹旱,還耐高溫,抗宇宙輻射、抗600Mpa高壓,可謂是疊滿瞭魔抗、物抗buff。

無論脫水的能力,還是各種抗性、復活方式,簡直不能說是相似,而是完全一模一樣。

那三體人可能是水熊蟲的終極形態嗎?

下這個結論還有點太早瞭。

還多文章總是聲稱,水熊蟲是最強的地球生物,但如果把視野拓寬,就會發現水熊蟲隻是疊BUFF大軍中的一員。

地球環境經過瞭46億年的演變,地球上的生命也一起演化瞭40億年,大體上呈現出從簡單到復雜的演化過程。越古老的地質年代,生活著越簡單的生物,它們也面臨著越發惡劣的環境,命運完全被反復無常的天災所擺佈。

大氧化事件、雪球地球、火山噴發,海洋酸化,每一次大事件,都伴隨著大量生命的滅絕。

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存活下來的物種,它們總是掌握瞭一項或多項絕技。隨著地球氣候變得宜人,沒有極端選擇壓力的眾多生物,逐漸失去瞭祖傳絕技,甚至一顆隕石便足以讓它們全員滅絕。

但總有一些生物的全部或部分生活史,依舊需要面臨嚴酷的環境中,從而保留瞭祖傳絕技。

這些絕技,在今天被人類命名為——隱生(cryptobiotic)。

隱生又被稱為潛生,是指生物面對惡劣環境時,所進入的接近死亡的狀態。當環境變得適宜時,它們還會再次復蘇過來。

但很多人並不知道,擁有隱生能力的生物,是一個足夠龐大的群體,在非脊椎動物中,比較常見。

它們廣泛分佈於輪蟲綱、線蟲動物門、緩步動物門、鰓足綱,以及昆蟲綱。分別以蛭形輪蟲、秀麗隱桿線蟲、水熊蟲、豐年蝦、昏睡搖蚊為代表,各個身負絕技,都可以作為三體人的原型代表。

我們不難發現,這些生物主要都是無脊椎動物。

看到這裡,可能有人類就會諷刺三體人,明明自己才更像蟲子,反而嘲笑人類是蟲子。

但我不得不潑一盆冷水,其實站在生物演化史的角度來說,沒有任何高等生物曾經不是蟲子。如果三體文明也好,人類文明也罷,還是其它的任何原生文明,它的主體智慧生命身體結構再先進,也是從最基本的生化反應開始,從簡單到復雜一步步搭建而成的。早期的動物,從廣義的角度來說,都是各種奇奇怪怪的蟲子。

其實,如果把人類演化史推至6億年前,和原口動物剛剛分傢時,我們大概率也具有隱生能力。

既然地球早期生物,大多具有隱生的能力,那麼三體人的隱生能力,就顯得並不神秘瞭。三體文明的亂紀元惡劣的環境,註定瞭存活下來的物種,都必須具備隱身能力。那麼,三體人從早期的簡單生命,進化到復雜生命的過程中,它們保留瞭隱生能力,即便它們可能已經不再是蟲子形態。

三體人脫水復活的底層邏輯是什麼?

在《三體》原著中,三體人脫水後變成幹纖維,除瞭可以等待復活外,也是判處死刑的過程。無論罪犯、年老,或找不到工作的三體人,都會被脫水,然後當做燃料燒掉。

這個設定不僅展現除瞭三體人碳基生命的本質,也體現出瞭它們在脫水狀態脆弱的一面。其實,無論水熊蟲、蛭形輪蟲、豐年蝦,還是秀麗隱桿線蟲,它們和三體人一樣,無論隱身狀態疊瞭多少BUFF,有機體的本質,讓它們無法抵禦火焰。當然,它們在正常狀態下,更加的脆弱,甚至一張小小的載玻片,就足以把它們碾碎。不少人對於水熊蟲的多過贊譽,其實隻是一種浪漫的想象。

無論地球生物也罷,還是三體人,脫水本身就是為瞭應對極端環境的。如果能有適宜的環境好好生活,誰TM的還去辛苦脫水。如果地球人對三體人說,你們脫水的時候最厲害,恐怕三體人也會感到尷尬。這就好比誇一個盲人聽覺很好,誇一個聾子觸覺很好。

無能強大也好,脆弱也罷。在我們的宇宙中,無論在地球上,還是4光年外的半人馬a星,都有著相同的物理法則。無論地球生命還是三體生命,作為碳基生命,我們身體內都遵守中相同的化學法則。三體人適應地球氣候,也註定瞭它們身體內,和地球生物具有相似甚至相同的生化反應。

隱生主要分成四種:低濕隱生、缺氧隱生、低溫隱生,以及變滲隱生。低濕隱生也即脫水隱生,其實基本所有具有脫水隱身能力的生物,都和水熊蟲一樣,大多同時具備其它幾種隱生能力。畢竟在脫水狀態下,化學和力學性質都會發生改變。所以,三體人在脫水時,具備其他的隱生能力,也並不奇怪。

在地球生物中,能脫水復活的生物,最大的共性是什麼?

那就是藏在昆蟲身體裡的秘密——海藻糖。

海藻糖又被稱為昆蟲的血糖,在昆蟲進行能量供應時,海藻糖會轉化成兩份葡萄糖,然後再代謝合成生命的能量物質——ATP。正是因為它可參與能量供應,所以廣泛存在於無脊椎動物身體裡。

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雖然細胞中的一些蛋白質、多不飽和脂肪酸、多胺,以及其它的一些糖分,也有利於脫水耐性。但海藻糖是這些生物對抗極端環境的主要共同物質,不僅僅是大量的無脊椎動物,就連具有脫水耐性的真菌和植物,例如香菇和卷柏,也主要是海藻糖在發揮作用。

海藻糖的穩定性很高,隻要不是強度很高的酸堿,過高的溫度,它的性質都很難改變。例如,在高溫狀態下,蔗糖會發生美拉德反應把你鍋裡的紅燒肉,染成可口的棕色。而同樣是雙糖的海藻糖則不容易發生這種反應。

具有脫水耐性的生物,很好地利用瞭海藻糖的這種特性。當面對極端環境時,它們會把身體內物質大量轉化成海藻糖,甚至不惜犧牲掉部分器官。當然,對於細胞具有更高多能性的低等生物來說,它們的器官往往也具有很強的再生能力。為瞭應對惡劣環境,這種犧牲是值得的。

海藻糖主要通過以下幾種途徑,幫助隱生動物讀過極端環境。

1、玻璃化

所謂玻璃化,就是像玻璃那樣的非晶體狀態,不會形成尖銳結晶,可以避免對細胞結構造成破壞。

2、穩定保護劑

海藻糖能抑制脂質體的融合,從而對細胞膜和細胞內蛋白質起到穩定和保護作用。

它還能降低細胞內的水蒸汽壓力,增加細胞對脫水的抵抗力。

3、降低新陳代謝

海藻糖的高黏稠性,可以減少分子擴散,從而通過降低生化反應速度來,來降低新陳代謝哦速度。例如,水熊蟲在隱生狀態,新陳代謝可以降低到平常的0.01%。

4、鎖水作用

海藻糖同時其具備的低吸濕性和保濕型,能保證有機體水分的長期穩定。

總之,海藻糖是低等生物中普遍存在的一種物質,在生物進入隱生狀態時,它充當著主要的保護劑,讓生物在高度脫水下,維持在待機狀態。

在同樣的生化法則下,我們有理由相信,三體人的血糖大概率就是海藻糖。

三體人的脫水能力如何進化而來?

剛才我們從地球生物共性的角度,推測出三體人的血糖就是海藻糖,但我們依舊沒有討論清楚,它具體的進化細節。接下來,我講一步從昆蟲和人體血液系統的差異,來說明三體人脫水能力的進化過程。

幾乎地球上的所有生物,在進行呼吸作用時,都以葡萄糖作為底物分解,把能量儲存在ATP中以供機體使用,這是在生物演化早起就存在的底層邏輯。

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隨著生物進化得更加的復雜,糖分需要現在有機體內運輸,到細胞後再被利用。

不同的生物門類,演化出瞭不同的運用邏輯。而具備維管束的高等植物中,輸送的主要是蔗糖。昆蟲等無脊椎動物,輸送的則是海藻糖。而脊椎動物,則選擇最為直接的葡萄糖。高等植物運輸蔗糖,和維管植物自身的運輸途徑有關。

脊椎動物可以直接使用葡萄糖,是因為具有封閉的血液循環系統,腸道的選擇性吸收,可以讓血液中的糖濃度高於細胞濃度,從而更有利於進入細胞。

然而,對於昆蟲來說,它們血淋巴不僅是開放循環系統,而且腸道完全被動吸收葡萄糖。隻有血液中維持低濃度的葡萄糖,才能保證糖分的吸收。

那為什麼昆蟲選擇瞭海藻糖,而沒有選擇蔗糖呢?因為昆蟲開放的血淋巴中還具有大量的蛋白質和氨基酸,蔗糖的耐酸性不如海藻糖,無法在血淋巴中維持穩定。當然,相比起葡萄糖,海藻糖的穩定性同樣具有優勢。

總的來說,昆蟲這樣的生物,由於循環系統的高度開放,沒有任何的屏障,這就註定瞭有海藻糖這種穩定血糖的需求。

綜合前面的分析,三體人的脫水演化之路,也就逐漸明晰瞭起來。

當在數億甚至數十億年前,三體生命起源於恒紀元。由於三體的恒紀元和地球環境相似,所以生命的起源,是高度趨同的。既有可能三體的單細胞生命和早起地球的單細胞生命十分相似。隨著進化成多細胞生命時,它們便可能經歷瞭一次以上的亂紀元。經過數次亂紀元,就足以淘汰掉所有不具備隱生能力的物種。

脊椎動物面對脫水的脆弱性,證明瞭高脫水耐性的三體人不可能像脊椎動物那樣,擁有運輸葡萄糖的封閉循環系統。而是具有高濃度海藻糖的開放循環系統。

無論水熊蟲所屬的緩步動物門,還是昆蟲所屬的節肢動物門,還是地球古生物學史上的葉足動物門,都屬於泛節肢動物。

有理由相信,早期三體生物經歷亂紀元後,無論存活的物種多麼的千奇百怪,都會和泛節肢動物相近。

在隨後經歷漫長的過程,它們才從低等到高等,逐漸進化為智慧生命,成瞭三體人的最終形態。雖然脫水復活的能力,一直保留。但它們和地球主流形態的依舊會有很大的差異,既有不像無脊椎動物,也不像脊椎動物,既有無脊椎動物的特征,又有脊椎動物的特征。

我們知道,三體人除瞭具有脫水能力之外,還具有反射太陽輻射,腦電波交流、融合繁殖等多種神奇的能力。那麼,在漫長的進化過程中,三體人進化出瞭怎樣的生理結構?他們究竟長什麼樣呢?

如果大傢喜歡本期內容,我將再做一期三體人的終極進化分析。

感謝大傢收看本期視頻,一鍵三連是對我最大的支持,我們下期再見。

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