在模擬類地行星環境的實驗艙中,科研人員意外捕捉到一組反常數據——隨艙觀測的鱷蜥皮膚菌群檢測曲線,在第14天突然呈現出鋸齒狀波動。這些波動既不符合地球遷地保護生物的演化規律,也與艙內恒定的環境參數嚴重脫節,仿佛某種未知力量在干擾生物的演化進程。這一發現,讓研究團隊開始思考:當瀕危物種被送往類地行星時,它們的演化軌跡究竟會如何展開?
這一問題的提出并非空穴來風。19世紀末,博物學家華萊士曾記錄過一個奇特案例:他將一批熱帶蜥蜴引入溫帶島嶼,僅三年后便觀察到部分個體鱗片增厚。然而,這一現象在此后的百年間再未被復現,成為進化史上的未解之謎。直到近十年,兩組矛盾的實驗結論為這一懸案提供了新線索:瑞士團隊通過模擬火星環境發現,極端輻射會加速動物基因變異;而中科院團隊在沙漠苔蘚實驗中則觀察到,某些生物在極端環境下會進入“代謝休眠”,導致演化速度顯著降低。
矛盾的根源在于實驗對象的差異。瑞士團隊使用的是成年個體,而中科院研究的齒肋赤蘚具有“極端耐受基因”,能夠在失水99%后遇水復活。這種差異讓人聯想到達爾文進化論的曲折歷程——從《物種起源》的發表到“達爾文主義日食”的質疑,再到20世紀與孟德爾遺傳學的融合形成現代綜合進化論,如今又面臨中性學說和間斷平衡理論的挑戰。演化科學的復雜性,正體現在這些看似矛盾的結論中。
面對這一困境,傳統野外觀察方法顯然無法滿足需求。研究團隊耗時半年搭建“演化加速艙”,卻在調試階段遭遇挫折:艙內CO2濃度稍高,鱷蜥便出現皮膚潰爛,癥狀與陳金平團隊在遷地保護研究中發現的皮膚病完全一致。連續8次實驗失敗后,團隊意識到問題可能出在微生物這一“隱形伙伴”上——此前的研究過于關注宏觀環境,卻忽略了微生物對生物演化的潛在影響。
為此,團隊設計了“菌群對照艙”實驗:一組鱷蜥保留原生皮膚菌群,另一組則人工清除菌群。實驗結果令人意外:第21天,無菌群組的鱷蜥死亡率高達60%,而原生菌群組雖然也出現不適,但皮膚上的有益菌Nocardioides含量卻在悄然上升。更令人困惑的是,當調高艙內輻射值時,基因變異率非但沒有上升,反而大幅下降——這與瑞士團隊的結論截然相反。是儀器故障,還是另有隱情?
直到第35天,答案才浮出水面。那些看似“休眠”的鱷蜥體內,LEA基因正在悄悄擴增。這種基因如同為DNA穿上“防護服”,與齒肋赤蘚的抗逆基因功能相似。第一階段實驗證實了菌群和抗逆基因在生物演化中的關鍵作用,但新的問題也隨之而來:如果類地行星上存在本土微生物,它們會與地球生物的菌群發生怎樣的相互作用?
為了解答這一問題,團隊進行了一項大膽嘗試:將沙漠苔蘚和鱷蜥共同置于模擬艙中。第49天,奇跡發生了——苔蘚釋放的代謝物改善了鱷蜥的皮膚菌群,兩者形成了新的共生關系。而在另一個沒有苔蘚的對照艙中,鱷蜥的鱗片開始變色,顯示出自主演化出防曬機制的跡象。這一結果讓團隊意識到:演化并非單一路徑,而是多種可能性的集合。
基于這些發現,團隊提出動物在類地行星上的演化可能分三步進行:初期依賴原生菌群和抗逆基因存活,中期與新環境形成共生關系,后期才會出現明顯的形態變化。然而,仍有許多未知領域有待探索:如果行星存在雙恒星系統,晝夜節律的改變會如何影響生物演化?那些“沉默”的中性突變,是否會在特定條件下成為生存的關鍵?這些問題,或許需要幾代科研人員的持續努力才能找到答案。











