物种起源存在争议的原因，一篇颇具争议学术文章称物种起源来自星星的病毒

前不久，期刊《Progress in Biophysics and Molecular Biology》经由同行审议发表了一篇相当“吸睛”的研究文章。文章署名的 33 名作者来自众多著名大学和研究机构，他们共同在文章中发表了一项惊人声明，若声明内容属实，则可能极大地冲击我们目前对宇宙的认知。该声明就是——“生命，并不起源于地球。”

他们尤其举了章鱼的例子，考虑到章鱼进化出来的复杂的神经系统、精巧的眼和自我伪装的能力，这一切都显得与历史背景格格不入。作者认为，章鱼进化所必需的基因并不是由其祖先继承而来，因此“章鱼哥”被强烈的怀疑是遥远宇宙来的“外星人”。

图丨研究者们表示，对外星人的搜索也许始于章鱼、终于章鱼

那么公众对此作何反应呢？事实是几乎一片沉寂。

问题可能出在该文章提出的观点和论据本身。这篇名为“寒武纪大爆发起因——是地球还是宇宙？”（Entitled Cause of the Cambrian Explosion – Terrestrial or Cosmic?）的文章重新论证了关于生命起源的“泛种论”（panspermia），而该论点自古希腊提出以来便备受争议。

泛种论：一种假说，猜想各种生命形态存在于全宇宙，并借着流星与小行星散播、繁衍。

章鱼哥的演化为地球生命起源带来争议：自生或外来？

一直以来，“自然发生学说”（abiogenesis）都是物种起源的正统观点。该学说认为，在地球诞生早年存在一些时间点，在这些时期的环境恰好特别适合复杂有机化合物的合成，从而有了自发组织的原始生命形式诞生。

对此诞生过程，我们已有些许了解，然而我们自始至终不清楚信息是如何被编码进核酸（DNA 与 RNA）从而形成基因遗传与表达的系统，也不确定这一切是如何转化为生命本身的。另一个让人颇为困惑的方面则是，自然发生学说所描述的过程似乎仅仅发生在一瞬之间。该理论认为自我复制 RNA 所起源的“原始汤”在地壳稳定后 8 亿年内便已形成，而这一时间窗口在许多研究者看来实在太窄了。

尽管自然发生学说具有许多缺点且细节匮乏，它仍然被人们一致认为是生命起源唯一可行的假说。

可在这篇文章的 33 名作者中，Edward Steele 和 Chandra Wickramasinghe 两位却重新抛出了“泛种论”的观点，对自然发生学说的几乎每一个方面都进行了抨击。

来自澳大利亚的免疫学家 Steele，曾是有着“初生牛犊不怕虎”精神的标新立异者，他长期以来支持“获得性遗传”理论。“获得性遗传”早在达尔文之前就由法国生物学家拉马克首次提出。

图丨澳大利亚免疫学家Edward Steele

尽管拉马克很杰出，但许多科学家还是早已摒弃了“获得性遗传”观点。只是在 1979 年，Steele 突然转而支持新拉马克观点——被人们称为“体细胞选择假说”（somatic selection hypothesis），并于是年发表。后来兴起的表观遗传学（epigenetics）以及许多微生物内水平基因转移（horizontal gene transfer，HGT）现象的发现，更是为拉马克受损的名誉“洗白”不少，以至于许多生物学家把 HGT 称为“一种类拉马克遗传形式”。

另一位 Wickramasinghe 是知名的天文学家及太空生物学家，在英国和斯里兰卡的大学持有数个教授职位，并在《Nature》上刊发过 70 多篇文章。

Wickramasinghe 与多年以来的合作伙伴——已故的 Fred Hoyle 先生曾共同提出假说，认为“星际尘埃部分由有机分子构成”。这称得上是 Wickramasinghe 最著名的成就之一，之后他继续进行实验来证明该假说，并随之成为坚定的终生泛种论支持者，并就此观点发表了多篇论文。

图丨天文学家及太空生物学家Chandra Wickramasinghe

作为 Wickramasinghe 博士阶段的导师，Hoyle 本人也是一位天才，他像是一个异禀天赋与奇思怪想的杂合体：他系统阐述了恒星核合成（stellar nucleosynthesis）的概念，如今已发展为相对完善的理论，认为所有比氦重的元素都是由星体中心聚变反应产生的。他还认为著名的始祖鸟（恐龙和鸟类间的过渡物种）化石不过是个捏造出来的赝品。

图丨泛种论最坚定的拥护者之一、已故的天文学家 Fred Hoyle

Hoyle 与 Wickramasinghe 曾在研究中提出了一个泛种论模型，在新发文章中写道其“综述了近 60 年来的关键实验和观测数据”，并且“与彗星（宇宙）生物学的 Hoyle-Wickramasinghe (H-W) 命题结果吻合或符合命题预测”。

根据 H-W 模型，作者表示，地球物种是由带有生命的彗星播种下的，等到地球环境适宜生长时，即 41 亿年前或更早时开始生根发芽；而那些对太空环境耐受抵抗的生命机体，如细菌、病毒、更加复杂的真核细胞或个体、甚至是受精卵和植物种子，也许在我们的生物进化过程中正不断被送入地球。

换句话说，研究者们认为地球上并没有什么所谓的“自然发生过程”，遗传新颖性的主要来源也并不是经由自然选择留下的有利突变，而是外太空撒下的生命物质通过水平基因转移之类的“新拉马克”机制，将自己整合入地球物种的基因组中。

除此之外，H-W 模型还推测许多流行疾病恰是由太空病毒引起的，而知名的寒武纪生命大爆发也许就是外太空逆转录病毒的功劳。

东芬兰大学的评论家兼进化学家 Keith Baverstock 写道，以上证据“支持了外太空的生命起源”，却又在该期刊同一期上表示“此证据并不能由任何其它证据解释”。换言之，Steele 及其同事提出的论点是看似合理的，但并不具有信服力。

尽管如此，这篇文章已经经受住了整整一年狂风骤雨般激烈的同行审议。Steele 指出，“这项研究经过了各种拐弯抹角的严苛试验”。尽管各项证据间存在的距离、以及基于证据的论点使文篇读来颇为吃力。

但正如阿兹海默症研究领域的人们发现几十年来的主流理论竟是错误的，我们也许可以稍稍考虑一下这个古怪的猜想：也许泛种论真的是对的？

病毒的传播过程成为推动生物演化的关键？

首先，文章的论调让人瞠目结舌。不同于普通科研文章的谨慎措辞，该文章语调几乎充满胜利的得意感。“一系列新的数据与泛种论吻合，”Wickramasinghe 说，“近四十年来技术上的日新月异以及意外的技术发展让我们有信心使用这种论调。”

现有证据详细而具有吸引力，给了他们足够的信心。文章的中心即泛种论模型特别描述了病毒和逆转录病毒活动，大多数证据也是围绕这两点来写的。

在我们现有认知中，逆转录病毒的聪明程度简直让人生畏。它们是最早进行水平基因转移的“先驱”，能将自己的遗传物质整合到宿主基因组中以产生更多的病毒。

有趣的一点在于，如果逆转录病毒感染了生殖细胞，比如精子或卵细胞，那么机体将把整合的逆转录病毒（又称前病毒）传给子代。换句话说，个体从逆转录病毒获取的遗传物质成为了子代的一部分。这一是个稳定的拉马克机制，而 Steele 自己的体细胞选择假说正是基于这种病毒特性。

这种影响宿主基因组成的能力使得我们将病毒看作一种强大力量。一个由微生物学家 Matthew B Sullivan 领导的研究团队于 2016 年写道：“病毒能调节生物的功能与进化，但究竟调节到什么程度仍然是个谜。”

而且另一个事实在于，我们身边的病毒数量实在太庞大了。

加拿大英属哥伦比亚大学的病毒学家 Curtis Suttle 及其同事在去年发表论文，首次研究了大气层中病毒的数量。这一数字是惊人的，平均每天每平米达到 数十亿个。可见病毒实在是一股强盛且无处不在的势力。

Steele 与同事们似乎是受了最新的病毒学数据启发，开始将病毒与进化联系在一起。

2017 年，英国牛津大学的 Pakorn Aiewsakun 与 Aris Katzourakis 在《Nature Communications》期刊上发表文章，得出结论“逆转录病毒是在至少 4.6 亿年前与海洋中的脊椎动物宿主共同出现的”。他们认为，这两种生命呈现了一种物种共形成（co-speciation）的模式：随着宿主转变为新物种，相应的病毒也呈现类似的转变。根据 Steele 与同事声称，这是 H-W 泛种论假说的关键预测。

Steele 与同事们从 Aiewsakun 和 Katzourakis 的发现中得出两点结论。

第一，病毒之所以为“赢家”，是因为它们利用了宿主细胞机制与调节的遗传组成来进化，也就是说，它们“充分接触了细胞的生长分裂、繁殖子代能力，使自己进化”。而“逆转录病毒与宿主生物同时出现即共形成”这一例子并不是那么简单，它们谨慎地适应了宿主架构并达到稳定——然而这种共同变异理论上不太可能发生。

第二，约 5.42 亿年前的埃迪卡拉纪（Ediacaran period）的末期生物灭绝事件之后不久即发生了寒武纪大爆发，时长不超过 1000 万年。这在地球地质学上不过是打个哈欠的功夫，却发生了惊人的物种多样化和复杂化，据澳大利亚阿德莱德大学科学家估计，生物进化速度达到今天的 5 倍之多。

作者表示，泛种论可以对此作出解释：埃迪卡拉纪的灭绝事件很可能是由带有逆转录病毒的彗星造成的，而这些逆转录病毒便是寒武纪大爆发的“中坚力量”。它们将自己整合到大量地球物种的基因组中，引入新的遗传物质，从而造成生命多样化的爆炸性事件。

图丨寒武纪生命大爆发

它们的整合轻易且迅速，不需要太长时间来进化适应宿主的基因架构，因为这些逆转录病毒生而为此。研究者们写道，这是因为 H-W 泛种论假说基于宇宙生物学，即“整个星系（也许是宇宙局部的星系群）构成了一个相互连接的生物圈”，所有的生命，包括地球上与外星生物都是彼此联系的；据此，所有“大生物圈”的生命都共享一个“宇宙基因库”，所有生命的生化组成都是相似统一的，尽管宇宙不同部分的生命基本元素同位素有所差异。

Wickramasinghe 表示：“我们认为光是本星系就包括至少 1 亿个可生存的行星，因此在这样相互联系的宇宙生物圈背景下，加上不断交换的生物物质，大规模的水平基因转移是不可避免的，包括由病毒、种子、细菌携带的‘复杂遗传包’。”他解释说，接受泛种论的原因之一在于“地球上从非生物到生物的转变可能性微乎其微”。

创世理论分歧：地球生命起源仍缺乏关键证据

地球作为宇宙中沧海一粟的星球，又要在如此短的时间中自然发生生命，这让他觉得简直是天方夜谭。

“地球上生物发生的概率极其渺茫；而几乎无尽宇宙中绵延空间内的生命起源不过是一个二元选择论。二者择其一，我们选择了可能性最大的。”Wickramasinghe 说道。

Steele 与同事们声称，地球上的自然发生可能性太小了；相比之下，在相当早的宇宙形成时期，上万亿的类彗星或含水行星上发生生命的概率要大好几个数量级。

尽管如此，Wickramasinghe，Hoyle 与 Steele 三人都认为“造物故事”是没有必要的。当问及宇宙是否一定存在某处有生命自然发生，Steele 回道，“事实上并没有。如果宇宙是恒稳态的，那就不会有真正的生命发生！——我不是说我同意这一点，但是宇宙大爆炸理论和宇宙恒稳态理论都让我觉得非常难以置信。”

要说其中缘由，三位科学家都对宇宙恒稳态理论很执着或感兴趣。

这一理论于 1948 年由 Hoyle 和另外两名同事共同提出。宇宙恒稳态理论认为，宇宙没有开始、也没有终结，并且始终保持同一大小。当宇宙外沿物质失去能量而变暗时，新的物质也在产生。

从这个角度来看，生物就像宇宙本身一样永恒，没有起源。作为一场著名的失败战，Hoyle 输给了 George Gamow 的宇宙模型、输给了宇宙大爆炸理论的失败者们。尽管 1964 年发现了宇宙微波背景辐射——正如宇宙大爆炸理论预测的那样，Hoyle 从未放弃自己的主张，而宇宙恒稳态理论正是泛种论 H-W 模型的重要基础。

这一背景理论及特征也许让人不安，但他们依然把这作为文章的论证依据，因为文章必须有自己的主张。理论大多经过了同行审议，但并不总是那么有说服力。尽管如此，文章依旧耐人寻味。

比如，当问及为什么我们在太阳系其它地方没有发现明显的微生物迹象时，Steele 和 Wickramasinghe 都笃定地相信其实已经发现了迹象。二人都指出了 1976 年维京号火星计划（Viking mission to Mars）首席研究员 Gilbert Levin 及其同事 Patricia Straat 的工作。维京任务的结果表明火星土壤中存在某种代谢物，但却没能探测到任何有机物质。这一结果很有趣，但并不具有说服性。

图丨维京号火星计划

作者们还坚持认为许多陨石上都发现了微生物化石，包括大名鼎鼎的于 1969 年落在澳大利亚维多利亚的 Murchison 陨石。尽管作者们纷纷参考各种期刊文章作为支持，我们仍然无法下定论。归根结底，证据具有趣味性，但缺乏结论性。

最近，在生命诞生之前的重型彗星和小行星轰炸时期岩石上发现了类似生物碳沉积的痕迹。作者们把这看作是生物送入地球的证据，然而，Baverstock 提示说还有别的原因可能造成这些碳痕迹。

更有趣的，是在本不可能有生命的地方发现了细菌等微生物，比如距地表 30-40 千米的平流层，甚至是在国际空间站的外部表面上。在空间站这一案例中，我们排除了人为污染的可能性，而且物理学表明微生物不可能是从地球发射上去的。

图丨宇航员们在国际空间站进行站外作业，并发现空间站外部覆盖有细菌

那些天文学上的发现格外迷人，比如罗塞塔彗星任务（Rosetta mission）在 67P/Churyumov-Gerasimenko 彗星上探测到的有机物质，这一发现与 Hoyle 和 Wickramasinghe 的“星际尘埃部分由有机分子构成”观点意外地吻合。

也许最奇妙的天文学证据便是那个将 Steele 引向泛种论假说的发现。

最近对有机星际尘埃的研究表明，红外辐射穿过宇宙尘埃时产生的光谱与冻干的大肠杆菌光谱特征一模一样。科研界对这一重大发现无动于衷，Steele 明显感到很失望。

他说道：“我们对宇宙的现有认知是这样建立的：在地面实验室获取光谱（发射谱、吸收谱），然后将望远镜瞄准星空某对象寻求光谱特征，看其是否符合地面实验室的结果。那么结果呢？完全吻合——整个科研界你简直找不到更好的结果了。”

为什么这一结果奇怪地被忽略了呢？Steele 沉思着，说道：“我们现在的境遇，就像过去伽利略与天主教神父的对峙一样——大多数人拒绝把望远镜伸向木星的卫星。”

图丨伽利略

虽然违反演化常理，但“生命来自宇宙”观点仍有争议

现在让我们回到章鱼哥——这对新发文章来说也许是最有争议的一点。

头足类动物（Cephalopods）是一个包括鱿鱼、乌贼、鹦鹉螺和章鱼在内的群体，其进化树模糊不清，最初出现在寒武纪，似乎由原始的古鹦鹉螺发展而来。

其中章鱼的进化是最引人注目的，它有着复杂的神经系统，精巧的眼和自我伪装的能力，而这一切在进化时程上显然太迅速了。作者指出，章鱼转化所必需的基因在其祖先物种并不存在，因此他们合情合理地认为“章鱼是从地球进化史的‘遥远未来’借来的，或者更现实一点，从浩渺宇宙而来”。

事实上，章鱼的确与其最近的“亲戚”鹦鹉螺有着实质而广泛的生化组成差异，特别是头足动物神经结构的 RNA 大幅度改变、以及蛋白质变化。

章鱼的这些改变在进化上是保守的，在自然其他物种甚至是鹦鹉螺都没有发现这种程度的的变化。这说明仅仅是相对最近的时间，才突然在这些行为复杂的头足类动物身上发生了高质量进化过程。光是考虑这些变化的规模就足以让作者得出结论，认为这不能用常规的新达尔文过程解释，甚至是拉马克过程——当然相比达尔文过程它们至少还稍微说得通。

但事情从这里变得奇怪了。“我们认为一个可能的解释是，新基因是从外太空带入地球的——这个解释是目前最合理的，我们在冷藏培养基中保存的章鱼卵里发现了许多新功能基因，”作者们写道，“对于 2.7 亿年前章鱼的突然登上舞台，这给了我们一个保守解释。”

柏林的马克思-普朗克分子遗传研究所（Max Planck Institute Molecular Genetics），暨苏黎世的医学微生物学研究所（Institute of Medical Microbiology，Zürich）的著名病毒学家 Karin Moelling，在此文章同一期刊的评论专栏同期发表了权威科研回应。

“这篇文章很有用，引起人们的关注，而且它确实也值得我们思考，”Moelling 说，“然而对于文中外来病毒、微生物甚至是动物的论述不应当真。”

这种声明使得媒体一度沉默，除了不时出现的一些外星章鱼哥的桥段。科学评论界被夸张奇异的结论和同行评审的结果弄迷糊了，成为了噤声的麻雀。

也许我们应该采纳英国著名生物学家暨期刊编辑 Denis Noble 的明智建议。“学术论文中常见的陈腔滥调‘我们需要进一步研究’，对于这篇文章还是比较可行的，”他写道，“未来，这一理论也许可以通过实验证明。”

文章作者们也赞同了 Noble 这一观点，他们总结说：“基本上，只要在我们太阳系别的地方找到外星生物，这个问题就能迎刃而解。”

比起就地否决泛种论，我们不如静心等待未来星际探索带来的新发现。唯有证据决定一切。

,