基因库增长：生命起源的时钟？

最近一期理论科学视频探讨了几篇颇具颠覆性的论文，这些论文试图论证地球上的生命并非起源于地球，而是生命诞生于地球形成之前的几十亿年，甚至可能早于100亿年前。该观点认为，生命的种子早已在宇宙中飘荡，理论上地球人皆为外星人。

如果这一假说成立，那么宇宙中应该充满了生命，只是由于我们存在的时间太短，彼此距离又太遥远，所以尚未建立联系。

视频重点讨论了一篇题为《基因库的增长可以被看作是生命起源并进化的时钟》的论文 (可使用读论文神器 TXYZ.AI 快速理解)。该论文的核心结论是：地球上生物基因组的复杂度大约每10亿年翻7.8番，即增长223倍。

这意味着生物的复杂度可以作为其进化时间的指标。

基因复杂度：定义与争议

那么，如何定义基因库的复杂度？该论文采用了一种基于香农信息论的定义。DNA负责传递遗传信息，其双螺旋结构中碱基对的排列组合就代表着遗传信息。

一个碱基对有16种组合方式 (AT、TA、GC、CG、AC、CA、GT、TG、AG、GA、CT、TC、AA、TT、GG、CC)，DNA链越长，包含的信息越多，生物也就越复杂。高等动物的DNA显然比草履虫复杂，而生物的进化史也表明，低等生物先出现，高等生物后出现。

该研究选择生物体中具有功能的DNA长度作为复杂度的衡量标准。由于生物DNA中大部分是冗余的（例如，人类只有约2%的DNA真正起作用并产生蛋白质），因此只考虑具有生物学功能的DNA信息量。

指数增长与生命起源时间推算

基于上述定义，研究者绘制了一张图表，展示了五种生物（原核生物、真核生物、虫类、鱼类和哺乳动物）的基因复杂度（取对数）与其出现年代的关系。图表显示，这些数据点基本呈线性分布，表明生物基因库的复杂度随时间呈指数增长。

通过线性回归计算，得出了生物基因库复杂度每10亿年翻7.8番的结论。

如果这一结论成立，那么地球45亿年的历史不足以解释现有生物的复杂度。图表显示，即使在45亿年前，生物也已经具备相当的复杂度，这与生命从简单到复杂逐渐演化的过程相矛盾。

如果将这条直线延伸至复杂度接近零，则可以推算出生命起源于100多亿年前，早于太阳系形成的时间。

虽然该研究的结论看似合理，但其论证过程存在不少问题。首先，数据量太少，仅有5个数据点，难以构成统计规律。

其次，复杂度的定义也存在争议，排除冗余DNA的做法似乎是为了迎合预设的结论。此外，研究对象的选择也存在局限性，只考虑了动物而忽略了植物。

有学者指出，该研究的证据不足以支撑其结论。作者似乎预设了一个猜想，然后寻找各种理由来拟合数据。

地球的实际年龄也可能并非45亿年，尽管多项科学证据支持这一结论。

总而言之，这项研究提出了一种有趣的可能性：地球上的生命可能起源于宇宙，早于地球的形成。其依据是生物基因库复杂度的指数增长规律与地球年龄之间的矛盾。

然而，该研究的证据尚不充分，其结论仍需进一步的验证。