生命可能会继续进化
很久很久以前，有一种分子。当这种分子与其他分子反应时，就会启动一个故事，导致宇宙产生另一个与第一个分子几乎完全相同的分子。然后，当这种新的分子与其他分子反应时，就会引发一个故事，导致另一个几乎与它一模一样的分子的产生。整个银河系都有分子在制造故事。
我们称之为生命的现象，就像它在地球上存在的那样，一个基本的属性是故事--算法信息或过程--传播到未来。事实上，你可以称它为生命的中心质量，甚至是生命的根本原因，在我们的情况下，这恰好体现在复杂的有机分子结构中。这些在地球上自我传播的故事的确切历史是极其难以破译的，因为我们所看到的都是成功的。到目前为止，我们并没有目睹在40亿年的道路上数以万计的实验是绝对失败的。我们也错过了许多次要的哑巴，有些哑巴，以及最终变成哑巴的人，所有这些本来都是有意义的，但现在都丢失了。
但是，我们确实可以亲眼目睹进行这些实验的机制，而且想必，这些机制有助于增加生命成功的几率。这些机制中的关键一套涉及基因交换。例如，有性繁殖是我们最熟悉的，它涉及到基因的混合和匹配。对于一个物种来说，这是一种无与伦比的方式，通过使用功能基因变体来增强他们的进化实验-他们的搜索引擎-只是将其重新混合到不同的基因组中。
然而，这种实验需要付出相当大的成本。例如，与心血来潮的无性克隆相比(探戈需要两个人)，繁殖能力的降低是要付出代价的。在像人类这样的养育子女的个体之间也存在着竞争的紧张，因为他们自己的基因只有50%是随机的，会被传播出去。虽然有性繁殖可以带来增强健康的突变，但它也可以带来降低健康的基因变异。这对后代或父母来说都不是好消息，尽管这可能会给整个物种带来好处，因为有害的突变很快就会被修剪掉。
显然，尽管如此，有性繁殖的好处往往超过了成本，特别是在人口较少和环境变化迅速的情况下。1最著名的是，有性繁殖似乎为所谓的红皇后假说的挑战提供了解决方案，在该假说中，物种必须以尽可能快的速度奔跑(进化)，以便在面对竞争或寄生虫和病原体时简单地站稳脚跟。
但是，有性繁殖存在于地球上99.9%的复杂细胞生命中，这只是物种丰富基因组材料的一种方式。原核生物--细菌和古菌--进行大量的水平基因转移；字面意思是在原本无性繁殖的个体之间交换遗传密码。这可以通过吸收其他人释放到环境中的基因片段的细胞中(转化)，通过病毒的作用插入外来密码(转导)，有时通过接合发生近距离和舒适的细胞对细胞的桥接来实现。水平基因交换似乎并不局限于原核生物。即使是灵长类动物也有证据表明，基因可能是通过某种形式的水平(非生殖)转移引入的。2个。
换句话说，我们实际上生活在一个混杂的、自由的基因混合和交换中，这种混合和交换发生在多个层面上。关键的是，这些机制在数十亿年中的持久性告诉我们，它们都是重要的，从更广泛的达尔文主义意义上讲，它们是成功的。
换句话说，不管生命是由什么构成的，我们可以想象，这些基因交换机制所代表的方案将出现在宇宙中任何一个持久的生命系统中。这一事实提出了一些有趣的可能性，关于我们可能会在地球边界之外发现什么。所有这些都是可以理解的-知情但完全是投机性的建议。
首先，如果混合和传播可遗传信息的过程是通用的，它们的实现可能会严重依赖于它们运行的环境和底物。从这个意义上说，地球上的生命是如何运作的，尽管它在数十亿年中呈现出多种多样的辉煌，但可能会受到行星组成和变化(从化学环境到小行星撞击)细节的高度限制。其次，其他地方的生命系统的谱系可能比地球上看到的40亿年要长得多，而且谱系将持续到遥远的未来，这可能会为出现更多版本的信息传输和繁殖留下很大的空间。
科学家们一直在争论小行星撞击如何推动太阳系中像地球和火星这样的世界之间的物质交换，以及如何来回传递生物学。有人提出，与年轻的地球相比，年轻的火星实际上更有可能是生命的孵化器，它只是在后来“播种”了我们的世界。3化学家李·克罗宁和我还提出，地球和火星之间非生物化学的来回影响将导致化学复杂性的指数增长，并有助于生命的最终出现。4.。
如果我们将这些想法外推到更密集的系外系(如Trappist-1恒星的七颗行星)，随着时间的推移，世界之间的物质交换可能会更加频繁，那么我们银河系中的一些地方可能会发生跨越数千万公里的水平基因转移，以及整个生物圈之间的水平基因转移。进化可以推动生命朝着适合这种转移的特征前进，因为它赋予了更大的整体适合度。最终，这些地方的外星生物学家可能会关注一棵包含多个行星孵化器的生命树，他们的基因组绘制公司会告诉你谁是你的行星祖先。
在更宏伟的尺度上，人们很容易想象生命在整个银河系物理交换信息算法。的确，关于精子症的旧观念导致了星际间生物学的大规模交换。但似乎生命系统需要以不同的方式建造，并且可能需要在与地球上不同的时间尺度上运行，才能使这种情况变得有意义。这种可能性导致了一些耐人寻味的想法。虽然我们可以推测生命是从不同的底物进化而来的，但我们最有洞察力(尽管仍然有限)的途径是，机构驱动的有机体设计出外部技术，可以解码甚至承担复杂生命系统的外衣。换句话说，扩充或取代有机生物学的机器改变了限制“遗传”信息共享和转移方式、地点和时间的方程式。
你和我都有家，但是星星和行星呢？在某种程度上，是的，太阳系是由被称为原太阳系星云的星际气体云形成的。因为星云有可识别的化学特征-氢、氦、铁和其他元素的比例-恒星诞生于…。多读。
非同寻常的是，我们已经在做这件事了。接受任何一种纠正性基因疗法。这种疗法依赖于对健康人群中基因功能的亲密先验知识-从DNA的碱基对序列到基因与环境的相互作用。虽然基因治疗可能不会从一个人身上提取基因并将其植入另一个人体内，但在许多方面，它完全等同于这样做。
如果我们允许自己想象宇宙中其他地方的生命已经进化成对其周围环境的技术操纵，那么顺理成章地认为机器介导的基因转移和机器介导的有机体繁殖正在发生在某个地方。它可能被认为是有意识的物种做出的决定，但它也可以被视为基因交换和有性繁殖在使生命现象永久化方面的直接、机械性的延伸。
这释放了无数的可能性。例如，为什么要坚持只涉及两个给予基因的父母的有性繁殖呢？我们最近在一个人类的出生中看到了这种情况的一个版本，这个人的DNA以有限的方式由三个亲生父母混合而成。6虽然这样做是为了试图修复功能失调的线粒体基因，但它也为更激进的选择打开了一扇门。随着对基因和发育生物学的相互作用有了足够的了解，很可能是在机器学习的支持下，我们可以想象到，在技术先进的生命中，后代继承了数十、数百、甚至数百万“父母”的选定基因组合。实际上，每个孩子都是真正的每个人的孩子。
当我们达到这一点时，之前的任何推断都可能看起来相当狭隘。例如，如果有足够的时间和技术，一个物种及其生物圈可能会因为对与生命相关的信息算法(本质上是基因，但不一定是形式上的基因)的贪得无厌的胃口而在宇宙中激增。与任何事物进行交流和融合，在达尔文式选择的广阔景观中寻找新的更好的途径。一个有100亿年历史的星系代表着一个奇妙的生命实验宝库。就像我们自己的有性繁殖一样，测试基因的混合和匹配是探索可能增加健康的变异的有效方式。如果外星人出现在地球上，他们不会要求被带到我们的领导人那里，他们会要求取脸颊拭子和同意书。
像我们的原核生物那样做也可能是有利的：提供你在宇宙旅行中携带的尽可能多的基因。在这样做的过程中，您将在新的孵化环境中启动新的进化实验。如果你在几千年后回来，可能会出现一些新的和有用的东西，反过来，这些东西将帮助你的物种健康，并帮助它抵御功能障碍或疾病的能力。
事实上，寄生虫和病原体可以穿越时间和空间追逐一个物种-这是一种宇宙红女王的情景。唯一的希望就是跑得越快越好，找到新的基因技巧融入到你们的物种或生物圈中。在这种情况下，进入星际的动力可能与探索或帝国的梦想无关，但都与基础生物学有关。如果一个有10亿年历史的有知觉的物种呆在家里，保持基因上的孤立，它可能会耗尽自己的选择。
即使生命是由宇宙中不同地方的不同物质构成的，那也可能无关紧要。只要你能破译生物体及其可遗传材料背后的信息算法，你就可以把这些融入到你自己的底物中。事实上，也许您不需要去任何地方就可以做到这一点。你只要交流就行了。今天，我们可以使用电磁辐射将地球上精选的基因数据“亮点”传输到其他恒星，以期进行交流。星际水平基因转移不需要身体运动，但可以增强任何参与物种的适合度。传输有害的信息算法也没有什么诱因，因为你想让所有其他活着的实验继续大量生产它们的结果。
换句话说，宇宙中生命的终极货币可能是生命本身：在给定足够多的环境和时间的情况下，达尔文的生物和技术实验可以带来惊人的基因惊喜。也许，说到底，我们的星系，甚至我们的宇宙，仅仅是一个巨大的化学计算的试管，探索一个延伸到无限的可能性的数学地形。
Caleb Scharf是一名天体物理学家，也是纽约哥伦比亚大学天体生物学主任，也是研究人类和机器意识的研究所yhouse enyc.org的创始人之一。他的最新著作是“可缩放的宇宙：穿越宇宙尺度的史诗之旅”，从几乎一切到几乎什么都没有。
1.奥托，S.P.有性生殖与性的进化。自然教育1,182(2008)。
2.威廉姆斯，S.C.P.人类可能藏有100多个来自其他生物体的基因。“科学”(2015)。
4.Scharf，C.&Amp；Cronin，L.在行星尺度上量化生命起源。“国家科学院学报”第113期，8127-8132页(2016)。
5.Lingam，M.&Amp；Loeb，A.Trappist-1系统中增强的行星际精种。“国家科学院学报”第114期，第6689-6693页(2017年)。
6.Reardon，S.披露了备受争议的“三亲婴儿”的基因细节。自然新闻(2017)。
