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神奇生物在哪裡?

作者:科學Fans
神奇生物在哪裡?

據說,一個神奇的口袋妖怪Go旋風世界今天爆炸了。由華納兄弟影業公司(Warner Bros. Pictures)制作的3D奇幻大片《魔法動物在哪裡》(Where's the Magic Animal)終于在内陸上映。挖寶味,優雅的隐形獸,還有有害害羞的護樹壺,你發芽了哪一個?導演透露,續集中會有中國魔法物種,你覺得會是什麼?

神奇生物在哪裡?
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但是,當談到這個世界上的生物時,你的第一反應是什麼?它不是非常豐富多彩,非常多樣化嗎?這個星球上可能有超過1000萬種物種,超過一個小國的人口!而我們隻知道其中的124萬隻,還有很多我們沒有發現的生物,是以時不時會有一些生物讓我們大吃一驚,而且随着我們對世界的探索,它們經常伴随着我們的探索。

神奇的新世界

在15世紀,歐洲的偉大航行始于地理的偉大發現,船上的航海家和博物學家到達一個又一個地方,在那裡他們發現了一個與歐亞大陸和非洲完全不同的世界。出乎意料的是,人們稱它為新大陸,而我們原本所居住的大陸又叫舊大陸,雖然充滿了殖民主義的惡意,但它确實推進了人類文明的程序,達爾文觀點所代表的進化論就是在這個過程中誕生的。

在北美,人們見過巨型冷杉,它高近百米,形狀很好,是世界上最大的生物,比藍鲸還大;在南美洲,他們見過大型食蟻獸和蜻蜓,它們的形狀和行為都很奇怪;而在澳洲,他們看到很多袋鼠和哺乳動物産卵,比如鴨嘴獸,當嚴肅的科學家第一次看到鴨嘴獸的畫時,他們以為這是一個笑話......這些新大陸充滿了與舊大陸完全不同的生物。

其實,這就是海洋地理隔離的影響——自古近紀以來,地球的結合古土地開始崩解,向不同的方向漂移,每個大陸都變成了一個生态孤島,獨立進化至少幾千萬年,形成了自己獨特的生态系統,也呈現出生物進化史的一個縮影。由于歐亞大陸與非大陸地區最大,生物之間的互相作用,競争最激烈,經過更多的洗禮,舊大陸的生物往往比新大陸的生物更有優勢,那些跟随船員偷渡進入新大陸的人迅速站穩了腳跟,成為不利的入侵物種。這種危險在島嶼上更為明顯,這些島嶼是獨立進化的小世界。例如,達爾文在加拉帕戈斯群島發現了十幾個,這些島嶼在群島的不同島嶼上進化出了自己的獨立行為和特征,這種進化系統後來成為進化的重要基石。在島上進化的生物受到島嶼大小的限制,數量很少,并且經常自我鑄造以适應島上的環境,例如昆蟲和鳥類放棄了飛行能力。它們往往有一兩種獨特的能力,但它們在其他方面相當弱,即使船上的幾隻貓也會使它們處于滅絕的邊緣。

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當世界被放大時

在17世紀,安東尼·範·列文虎克(Antoni van Leeuwenhoek)創造了一種清晰的圖像顯微鏡,他在其中觀察水并發現了許多小動物,并興奮地寫道:"我發現了大自然最神奇的一面。此後,一個豐富的縮影被展示給世界。

在這個世界上,有很多單細胞生物 —— 細菌、真菌、染色質、藍藻、原動物等等。他們中的一些人看起來很僵化,隻是長大然後分裂;其他人非常活躍,比如蟲子,知道捕食可以逃脫,它們可以幾乎不停地遊出顯微鏡的視野。微生物無處不在,分布幾乎超出我們的想象,形成了我們過去不知道的微觀生态系統。

它們存在于我們的身體中,隻有十分之一的細胞屬于我們,另外90%是微生物,多達數萬種。我們身體的許多疾病是由我們菌群的不平衡或外部微生物的入侵引起的。但是由于作為微生物主體的細菌細胞比人類細胞小得多,重量輕得多,而且它們的巨大數量僅占你體重的1%到3%,是以,我們可以擁有"人類外觀"......

微生物學的出現導緻了醫學和健康領域的裡程碑式的突破,加深了我們對世界的了解,颠覆了我們對世界的了解,我們曾經認為世界在動植物之間有嚴格的界限,但我們經常找不到它們。例如,眼蟲,這種形狀有點像眯着眼睛的單細胞生物,它有鞭打,可以遊泳,也有眼尖,可以感光,可以從環境中攝取有機物,似乎是動物;

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後來,我們發現了古老的細菌,它們在外觀上看起來與細菌有點相似,但成分不同,繁殖速度更慢。古細菌已經脫離了與細菌的競争,現在主要生活在極端環境中,如高溫和缺氧,這些環境很少被其他微生物占據,被認為是最古老的細胞類型之一。

在黑暗中徘徊

白天,地球表面沐浴在陽光下,植物利用光合作用合成有機物來支援我們生活和熟悉的地球生态系統。然而,也有黑暗的地方沒有陽光,在那裡我們發現了一個不同的生态系統。

第一種是探險家發現的洞穴深處的生物,包括熔岩流後形成的深層管道,以及由溶解的岩石形成的洞穴。在這裡,視覺和體色成為一種裝飾,因為沒有光,很多動物都放棄了這些特征,也因為沒有光,沒有植物。洞穴的營養物質來自水的攜帶,而熔岩孔來自上部植物滲透的根系。貧乏的有機物使這裡的動物數量稀缺,不僅生長緩慢,而且能夠挨餓,如Proteus anguinus一次可以餓死10年......他們中的一些人具有完全不同的生物節律 - 例如Phreatichys和Ruzzii,它們有47個小時的生命,反正沒有太陽。一些在其他地方滅絕的生物可以在這樣的環境中生存,例如Speleonectes ondinae,這是數億年前動物的遺骸。

深海是另一個沒有陽光的地方,那裡沒有植物,強大的壓力可以壓碎大多數潛水裝置,世界上隻有少數深潛器可以到達,這是過去幾十年我們開始詳細了解世界的地方。在那裡,所有的營養物質都來自海洋表面的水滴。為了捕捉來之不易的食物,許多動物都有大嘴巴和食欲,例如黑頭蚴,它在一口中吃掉兩倍于它的大小。而深海的寬闊魚,不容易找到異性,雄性魚進化出的體型很小,隻有手指尺寸很小,一旦遇到雌魚,就會用牙齒吸附到雌性體内為生。雌魚和雄魚的血管結合,雄魚的消化系統退化,依靠雌魚的營養生存。這樣,深海安康魚就可以在任何時候适時施肥,而不必擔心雌魚會達到排卵期,卻找不到後代的父親......

當然,落下的最大的一塊肉是鲸魚的屍體,沒有動物一口就能吃掉,這些重達8-160噸的巨大屍體最終會落到海底,形成鲸魚墜落。然後肉食魚來了,骨頭刮傷的貝類來了,甚至骨架上也會覆寫着白色的細菌,硫氧化細菌或古細菌将成為生态系統的新生産者—— 它們氧化從骨骼中逃逸出來的硫化物,獲得化學能,将無機物合成有機物,産生新的營養物質。長相奇特的管蟲使這些微生物共生,幫助它們獲得硫化物和氧氣,并分享它們的合成有機物。整個生态系統可以持續數十年到數百年。在海底,鲸魚登陸可能是島嶼狀的,形成了獨特的生物傳播和轉移網絡。這些生物傳遞網絡可能與原始物聯網有關,這些物聯網積聚在水下隕石坑和滲漏口周圍,在那裡還發現了硫氧化細菌和管狀蠕蟲。如果是這樣的話,在地球底部,一個與地表完全不同的生态系統,生物體利用化學物質的氧化來獲得能量和營養,是一個深層生物圈。它的範圍,也許更大,延伸到岩層。

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宇宙會有驚喜嗎?

今天,我們的眼睛不僅僅在地球上,我們對宇宙探索的開始已經開始。那麼在宇宙中,我們會找到其他生命嗎?

至少,相當多的科學家認為地球不是宇宙中唯一的地球。截至2013年,加州大學伯克利分校的科學家已經分析了15萬顆恒星的衛星,他們認為其中22%的行星大小與地球相似,并且該行星位于可能存在液态水的距離。如果是這樣的話,銀河系應該有90億顆行星,而地球應該是相當普遍的東西......離我們最近的恒星系統中會有地球嗎?答案是肯定的。不久前,有一顆可居住行星的痕迹,被科學家稱為Proxima b,它是地球品質的1.3倍,可能有水,可能有生命?

也許生命比我們想象的更頑強,即使沒有光,它們也可以利用化學反應産生的能量生存,就像地球深層生物圈中的生命一樣。這是極有可能的。

事實上,我們仍然不能排除太陽的恒星以這種方式存在的可能性。至少在35億年前,火星的氣候比現在好得多,并且處于生命起源的有利位置。火星當時有生命起源嗎?有沒有微生物存活到今天?木星的衛星歐羅巴也具有相當大的潛力。在其表面之下可能有一層液态水或雪冰,潮汐力産生的熱量保持液态和豐富。除了自己的硫磺,好夥伴Ganymede還向Ganymede噴灑了大量的硫磺。所有這些都使Ganymede有一定的可能性産生基于硫的使用生态系統,盡管可能隻是微生物。

但是,當我們在外太空發現生命時,這會是一件好事嗎?即使是最簡單的生物,其生命系統也與我們完全不同。我們的生命系統在面對它們時會有優勢嗎?他們會像遇見島嶼的貓一樣把我們的世界颠倒過來嗎?

作者: 冉浩

本文轉載自《科學迷》雜志11月刊

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