顛覆你對外星生命形態的認識——《異星覺醒》電影解析

主頁菌說

今天是科幻大片《異星覺醒》在國內上映的日子，作為一部外太空硬科幻大片，其劇情的設定立足於人類現有的科學技術成果，有較為嚴謹的科學背景。電影中的外星生物凱文起初萌態十足、惹人愛憐，然而最終卻成長為攻擊性驚人的可怕動物。它背後都有些什麼樣的生物學原理呢？來看看吧！

1、劇情簡介

首先，我們先來簡單了解一下故事的脈絡。（沒看過電影的小心劇透啊！）

電影的開場是幾名宇航員在外太空接收一個來自火星的返回艙，有驚無險，返回艙被機械臂成功捕獲。

火星的返回艙里，有一個神秘的火星生命樣本——一個顯微鏡下才能看到的幹細胞。黑人生物學家通過營造遠古地球的大氣環境，成功將其喚醒。通過給這個幹細胞餵養葡萄糖等營養液，火星幹細胞迅速成長。宇航員也將其命名為：凱文。

第25天，實驗室報警了！因為黑人生物學家有個扳手沒有擰緊導致實驗室構建的遠古地球環境發生了改變，此時已經長成海星狀的凱文進入休眠。

生物學家為了激活凱文，採用電擊的方式刺激它。果然，電擊產生了效果，凱文被成功激活。

然而，此時凱文也表現出了攻擊性，它直接將黑人生物學家的手掰成了粉碎性骨折。而這一切還只是一個開始，凱文不僅集肌細胞、神經細胞於一體，更擁有超強大腦，能夠進行超能進化。宇航員並不知道其體內竟然暗藏巨大的殺機，導致整個空間站都瀰漫著死亡的氣息，人類的命運也危在旦夕……

2、外星生物的創作靈感：粘液菌

該電影從劇本編寫階段，就邀請了生物學專家深度參與。影片中前所未有但又符合科學原理的外星物種凱文的創作靈感來自粘液菌。編劇介紹，「它剛開始只是單細胞生物，而後經過多次分裂變成多細胞複雜生命體。每個細胞都兼具視覺細胞、肌細胞、神經細胞的功能，所以對環境有著非比尋常的適應能力。」外星生命的外部形態別具匠心，「並不拘泥於固有結構，只要有需要就可以任意變幻。比如在接觸到科學家的手之後，它迅速學習這種有效設置生髮出五條肢體。伴隨著被喚醒的進食、生存和繁殖慾望，這種能力使它成為極致的恐懼根源。」

什麼是粘液菌

粘液菌，是一種有機體，一些特徵與真菌類似，其他特徵與原生生物類似。粘液菌大約有500多個品種。它們在腐爛的木頭、濕地上蔓延，攝取細菌和腐爛的蔬菜。粘液菌有兩個主要的種群：原生質（Plasmodial Slime Molds）或真正的粘液菌和細胞粘液菌（cellular slime molds）。細胞粘液菌的身體由許多細胞組成。它們形成一種鼻涕蟲（sluglike）群，被叫做偽原質團（pseudo plasmodium）。

科學家發現粘液菌雖然無腦，但是卻擁有智能，尤其是其中一種被稱為「海綿寶寶」的黃色多頭絨泡菌（Physarumpoly cephalum），它們也能記憶、決策、預測變化，能解決迷宮問題、模擬人造運輸網路設計、挑選最好的食物。

粘液菌能走迷宮

4小時內，粘液菌已輕而易舉尋得迷宮的出入通道，並將處於迷宮其他部位的身體收起，僅在出入口間形成幾條管狀通道。8小時後，粘液菌細胞已找到走出迷宮的最短路線，收回其他路線中的「觸角」，用身體形成迷宮最短路線的管道。迷魂「八卦陣」完全沒有阻礙生命原始的貪吃衝動。

科學家們設計了一個約郵票大小的迷宮，走出迷宮共有四條長短不一的路線。迷宮出入口放上粘液菌愛吃的瓊脂，並將粘液菌放入迷宮。粘液菌如同貪吃蛇一般，不斷將身體往迷宮各角落裡擴散，迅速充滿了整個迷宮。

粘液菌能設計路網

科學家按照地圖，模擬設計了一個粘液菌微型培養平台。在這個地圖狀的平台上，在表示美國大城市的位置放了燕麥片等食物。位於培養平台內的粘液菌先是包圍了整個可吃的地方，但幾天之內它們就縮小變細，只留下與食物連在一起的粘液分枝，而這些粘液分枝相互連接的方式，幾乎與人造的公路、鐵路線完全一致。通過類似的實驗，科學家還利用粘液菌再現了東京地鐵網以及加拿大、英國和西班牙的高速路網。

科學家在地球儀上敷上一層瓊脂（agar），再把蓋住海洋的瓊脂切掉，之後根據遠近和城市大小，在24個城市上放燕麥片。通過超過 30 次重複試驗，發現粘液菌在地球儀和地圖上建立的網路高度類似，甚至在「亞洲」，粘液菌傳送食物的路線居然跟中國古代的絲綢之路相似，76% 的粘液菌網路與絲綢之路以及亞洲高速公路相同。

粘液菌網路還具有高效的自修復性——只要將其中一個食物源拿掉，整個食物網路將重新根據之前提到的「最優化」原則重新排布。科學家認為，粘液菌的「智能性」能夠應用在運輸網路設計，以及複雜的大規模模擬實驗中。

粘液菌能做計算

粘液菌在繁殖過程伸出的觸管（feeling tubes）能夠吸收環境中的物質——例如兩種顏色的染料——系統會將兩種顏色運送到整塊網路的其他分支上，最後轉化成第三種顏色。整個工作原理，就像電腦的邏輯運算一樣擁有 input 和 output 機制，整塊粘液菌網路，就像一塊電路邏輯板。

也許未來我們能設計一種柔軟、以生物為基礎的電腦，我們對「電路板」的概念也許會因此而改寫。Adamatzky認為，以粘液菌為契機，未來的電腦很有可能並不像現在冰冷，它們有一天會成為具有自成長以及具有自修復性的運算設備。

粘液菌能預測環境變化

科學家們發現粘液菌還能用一種基本的內部時鐘來分辨時間和空間，預測未來生存環境可能發生的變化，並做好準備。科學家們把瓊脂盤放在溫暖潮濕的環境里（粘液菌喜歡潮濕環境），並在瓊脂上刻下一些溝槽，然後把多頭絨泡菌（粘液菌的一種）放在溝槽里，它們便會沿著溝槽爬行。

但每隔30分鐘，研究人員會突然降低溫度和濕度，讓它們處在乾冷環境中。粘液菌不喜歡這種環境，它們會本能地減慢爬行以節約能量。幾次訓練之後，即使不再改變環境，粘液菌的爬行速度還是每隔30分鐘就慢下來一次，要過好久這種自發的減速才停止。把時間間隔改為60分鐘和90分鐘，效果同樣。

雖然平均下來，只有半數的粘液菌在環境不變時顯出了自發減速，但在這一遊戲里，它們無法再依靠粘液。科學家推測說，它們只能依賴某種內部的機制，這也許和它細胞質的類似於脈搏的跳動有關。

3、結束語

科幻電影中的凱文高度智能，異常可怕，而現實中的粘液菌也表現出令人意想不到的智能。粘液菌的種種生物學表現，讓我們不得不重新思考：智慧到底是什麼？長期以來，我們一直認為只有人類才具有思考和解決問題的能力，並把這種能力稱作智慧。然而，隨著對地球其他生命形式的不斷研究，科學家越來越驚訝於其他看似低等的生物所具有的令人驚訝的智慧表現。黑猩猩、海豚、鸚鵡……等等，大多數人早已經了解到這些高等哺乳動物或鳥類的智慧，但對於一些細菌乃至單細胞原生生物的智慧仍然了解甚少。從粘液菌的表現，我們不得不深思，像人類這樣的高等智慧生物，其生命起源之初，或許就在細胞生存和演化的內在機制里嵌入了智慧的雛形。另一方面，外星生物凱文為什麼會表現出如此強烈的攻擊性呢？這或許也跟「物競天擇、適者生存」的自然規律一致。即使是地球生物，「狼吃羊」的一幕也是司空見慣的現象。也許，生存和繁衍的壓力自始至終才是生物進化和智能發展的真正原因吧！人類是時候重新審視智慧本質並嚴肅思考外太空交往原則了。

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