Những khía cạnh sinh học được tìm thấy trong tác phẩm giả tưởng bao gồm tiến hóa, bệnh tật, sinh thái học, tập tính, di truyền học, sinh lý học, ký sinh trùng và cộng sinh.[1][2][3]

Tiến hóa

Tiến hóa (tính cả tiến hóa suy đoán) là một đề tài quan trọng trong tác phẩm giả tưởng kể từ cuối thế kỷ 19. Tuy nhiên, nó đã bắt đầu trước thời của Charles Darwin, phản ánh tiến hóa định hướng và quan điểm của Lamarck (như trong Lumen năm 1887 của Camille Flammarion) cũng như của Darwin. Thuyết tiến hóa của Darwin phổ biến trong văn học, dù theo hướng lạc quan rằng loài người có thể tiến hóa tới hoàn hảo, hay bi quan về những hậu quả thảm khốc của tương tác giữa bản chất con người và cuộc đấu tranh sinh tồn.[4][5][6] Các đề tài khác gồm có thay thế loài người bằng loài khác hoặc bằng trí tuệ nhân tạo.[4]

Bệnh tật

Cuốn The Scarlet Plague năm 1912 của Jack London (tái bản năm 1949) được xuất bản sau một trận dịch bệnh không thể kiểm soát.

Bệnh tật (thực tế và hư cấu) đóng một vai trò quan trọng trong cả văn học và khoa học viễn tưởng, một số như bệnh Huntington và bệnh lao xuất hiện trong nhiều sách và phim ảnh. Đại dịch hạch, chẳng hạn như The Andromeda Strain, là một trong nhiều căn bệnh hư cấu được mô tả trong văn học và phim ảnh đe dọa toàn bộ cuộc sống con người. Khoa học viễn tưởng cũng quan tâm đến những tiến bộ tưởng tượng trong y học.[7][8] The Economist đề xuất rằng sự phong phú của tác phẩm đề tài tận thế mô tả "loài người gần như bị hủy diệt hoặc tuyệt diệt hoàn toàn" bởi những mối đe dọa bao gồm cả virus chết người tăng lên khi "nỗi sợ hãi và bất an" nói chung (được đo bằng Đồng hồ ngày tận thế) tăng lên.[9]

Bệnh lao là một căn bệnh phổ biến trong thế kỷ 19. Trong văn học Nga, nó xuất hiện trong nhiều tác phẩm lớn. Fyodor Mikhaylovich Dostoyevsky đã nhiều lần sử dụng đề tài về người theo thuyết hư vô bị bệnh lao, với Katerina Ivanovna trong Tội ác và hình phạt; Kirillov trong Demons, và cả Ippolit và Marie trong Chàng ngốc. Turgenev cũng làm điều tương tự với Bazarov trong Father and Sons.[10] Trong văn học Anh thời đại Victoria, các tiểu thuyết lớn về bệnh lao gồm có Dombey and Son năm 1848 của Charles Dickens, North and South năm 1855 của Elizabeth Gaskell, và Eleanor năm 1900 của Humphry Ward.[11][12]

Di truyền học

Những khía cạnh của di truyền học gồm có đột biến, lai tạo,[13][14] nhân bản (như trong Brave New World),[15][16] kỹ thuật di truyền[17] và thuyết ưu sinh [18] đã xuất hiện trong tác phẩm giả tưởng từ thế kỷ 19. Di truyền học là một ngành khoa học non trẻ, bắt đầu từ năm 1900 với việc tái khám phá nghiên cứu của Gregor Mendel về di truyền các tính trạng ở cây đậu Hà Lan. Trong thế kỷ 20, nó đã phát triển để tạo ra các ngành khoa học và công nghệ mới bao gồm sinh học phân tử, giải trình tự ADN, nhân bản vô tính và kỹ thuật di truyền. Đạo đức sinh học của việc chỉnh sửa gen con người (và con cháu của họ) được lấy làm trọng tâm phong trào ưu sinh. Kể từ đó, nhiều tiểu thuyết và phim khoa học viễn tưởng đã sử dụng các khía cạnh của di truyền học làm tình tiết cốt truyện, thường đi theo một trong hai lộ trình: một tai nạn di truyền với những hậu quả thảm khốc; hoặc tính khả thi và khao khát một thay đổi di truyền theo kế hoạch. Cách xử lý khoa học trong những câu chuyện này không đồng đều và thường phi thực tế.[19][20][21] Bộ phim Gattaca (1997) đã cố gắng miêu tả khoa học một cách chính xác nhưng bị các nhà khoa học chỉ trích.[22] Cuốn tiểu thuyết Công viên kỷ Jura năm 1990 của Michael Crichton miêu tả quá trình nhân bản toàn bộ bộ gen khủng long từ hóa thạch của các loài đã tuyệt chủng hàng triệu năm và việc sử dụng chúng để tái tạo động vật sống,[21] sử dụng những gì đã biết về di truyền học và sinh học phân tử để tạo ra một câu chuyện "giải trí" và "kích thích tư duy".[23]

Cuốn tiểu thuyết The Power năm 2016 của Naomi Alderman tưởng tượng rằng phụ nữ có cơ quan điện giống như cơ quan của lươn điện Electrophorus electricus, tạo ra điện trường mạnh với cơ xương bị biến đổi. [24] Các lỗ dọc cơ thể lươn điện là cơ quan đường bên, được sử dụng để phát hiện con mồi bằng cách cảm nhận các tín hiệu từ môi trường.

Việc thiếu hiểu biết khoa học về di truyền trong thế kỷ 19 không ngăn cản các tác phẩm khoa học viễn tưởng như tiểu thuyết Frankenstein năm 1818 của Mary Shelley và The Island of Dr Moreau năm 1896 của H. G. Wells khám phá các chủ đề về thí nghiệm sinh học, đột biến và lai tạo, đi kèm là những hậu quả tai hại của chúng, đặt ra những câu hỏi nghiêm túc về bản chất của con người và trách nhiệm đối với khoa học.[21]

Sinh lý học

Cảnh sáng tạo trong bộ phim Frankenstein năm 1931 của James Whale cho thấy điện được dùng để làm cho con quái vật sống dậy.[25] Ý tưởng của Shelley về hồi sinh thông qua sốc điện được dựa trên các thí nghiệm sinh lý học của Luigi Galvani, ông lưu ý rằng một cú sốc khiến chân của một con ếch chết co giật. Sốc điện hiện được sử dụng thường xuyên trong máy điều hòa nhịp tim, duy trì nhịp tim và máy khử rung tim, nhằm phục hồi nhịp tim.[26]

Khả năng sản xuất điện là trọng tâm của tiểu thuyết khoa học viễn tưởng The Power năm 2016 của Naomi Alderman.[27] Trong cuốn sách, phụ nữ phát triển khả năng phóng điện từ ngón tay của họ, đủ mạnh để gây choáng hoặc gây chết người.[28] Các loài cá như lươn điện Electrophorus electricus tạo ra điện trường mạnh với cơ xương bị biến đổi, các tế bào phóng điện xếp chồng lên nhau từ đầu đến cuối như các cục pin nằm trong cơ quan điện của chúng. Cuốn tiểu thuyết thực sự nhắc đến những loài cá như vậy và điện được tạo ra trong mô cơ vân.[24]

Ký sinh

Một bức tượng gargoyle thập niên 1990 tại Tu viện Paisley giống như một con Xenomorph[29] ký sinh từ phim Alien [30]

Sinh vật ký sinh xuất hiện thường xuyên trong tác phẩm giả tưởng, từ thời cổ đại được thấy ở nhân vật thần thoại như Lilith uống máu và đề tài này nở rộ vào thế kỷ 19.[31] Chúng gồm những con quái vật ngoài hành tinh ghê tởm có chủ ý trong các bộ phim khoa học viễn tưởng, mặc dù đôi khi chúng ít "khủng khiếp" hơn những ví dụ thực tế trong tự nhiên. Các tác giả và người viết kịch bản ở một mức độ nào đó đã khai thác mảng sinh học của ký sinh: các lối sống bao gồm vật ký sinh, ký sinh trùng biến đổi hành vi, ký sinh nuôi dưỡng, thiến bằng ký sinh và nhiều dạng ma cà rồng được tìm thấy trong sách và phim ảnh.[32][33][34][35][36] Một số sinh vật ký sinh hư cấu, chẳng hạn như con Xenomorph ký sinh gây chết người trong phim Alien, đã trở nên nổi tiếng theo cách riêng của chúng.[30] Những con quái vật đáng sợ rõ ràng rất cuốn hút: nhà văn Matt Kaplan lưu ý rằng chúng gây ra các dấu hiệu căng thẳng bao gồm nhịp tim tăng và đổ mồ hôi, nhưng mọi người vẫn tiếp tục say mê những tác phẩm như vậy. Kaplan so sánh điều này với chứng "khổ dâm" khi thích ăn đồ cay nóng, gây bỏng miệng, đổ mồ hôi và chảy nước mắt. Nhà tâm lý học Paul Rozin đề xuất rằng thật vui khi thấy cơ thể của chính mình phản ứng như thể đang căng thẳng trong khi biết rằng sẽ không có tác hại thực sự nào xảy ra.[37]

Cộng sinh

Cộng sinh xuất hiện trong tác phẩm giả tưởng, đặc biệt là khoa học viễn tưởng như một tình tiết cốt truyện. Nó được phân biệt với một đề tài tương tự là ký sinh vật hư cấu bởi lợi ích chung cho các sinh vật liên quan. Trong khi ký sinh gây hại cho vật chủ của nó, các sinh vật cộng sinh hư cấu thường trao sức mạnh đặc biệt cho vật chủ.[36] Sau chiến tranh thế giới thứ hai, khoa học viễn tưởng chuyển sang các mối quan hệ tương hỗ hơn, như trong cuốn By Furies Possessed (1970) của Ted White, nhìn nhận người ngoài hành tinh một cách tích cực.[36] Trong phim Chiến tranh giữa các vì sao: Tập I – Hiểm họa bóng ma, nhân vật Qui-Gon Jinn cho biết các dạng sống cực nhỏ được gọi là midi-chlorian nằm bên trong mọi tế bào sống, khi các nhân vật có đủ các vật cộng sinh này trong tế bào họ có thể cảm nhận và sử dụng Thần lực.[38]

Tập tính học

Cuốn tiểu thuyết năm 2018 Xa ngoài kia nơi loài tôm hát của Delia Owens lấy bối cảnh ở một đầm lầy Bắc Carolina, nơi nhân vật chính "cô gái đầm lầy" so sánh những người bạn trai ương ngạnh của cô ấy với "những tên khốn lén lút" mà cô ấy đọc được trong một bài báo về tập tính học.

Tập tính học (chuyên ngành sinh học nghiên cứu về hành vi động vật) xuất hiện trong cuốn tiểu thuyết năm 2018 Xa ngoài kia nơi loài tôm hát của nhà khoa học động vật hoang dã Delia Owens. Nhân vật chính tên Kya bị cha mẹ bỏ rơi năm 6 tuổi và lớn lên một mình trong đầm lầy ở Bắc Carolina, cô đã học cách ngụy trang và săn mồi từ những con vật ở đó. Người dân ở thị trấn địa phương gọi cô là "cô gái đầm lầy". Cô ấy đọc về tập tính học bao gồm một bài báo có nhan đề "Những tên khốn lén lút" (Sneaky Fuckers), sử dụng kiến thức của mình để điều khiển các mánh khóe và nghi thức hẹn hò của các chàng trai địa phương; và cô tự so sánh mình với một con đom đóm cái, loài sử dụng tín hiệu ánh sáng nhấp nháy được mã hóa của mình để dụ một con đực của loài khác đến chỗ chết, hoặc một con bọ ngựa cái, loài bắt đầu ăn đầu và ngực của bạn tình trong khi bụng của nó vẫn đang giao cấu với con đực. “Kya nghĩ, những con côn trùng cái biết cách cư xử với người tình của chúng.”[39][40]

Sinh thái học

Sinh thái học (chuyên ngành sinh học nghiên cứu về mối quan hệ giữa các sinh vật và giữa sinh vật với môi trường của chúng) xuất hiện trong các tiểu thuyết giả tưởng như Dune năm 1965 của Frank Herbert, Red Mars năm 1992 của Kim Stanley Robinson và MaddAddam năm 2013 của Margaret Atwood.[41] Dune đưa sinh thái học vào bối cảnh trung tâm với cả một hành tinh đang chật vật với môi trường của nó. Các dạng sống của hành tinh gồm có giun cát khổng lồ kị nước và các loài động vật hình hài giống chuột có thể tồn tại trong điều kiện sa mạc của hành tinh.[42] Với nội dung về sinh thái học, cuốn sách có tác động đến phong trào môi trường thời bấy giờ.[43]

Vào thập niên 1970, tác động từ hoạt động của con người đối với môi trường đã kích thích một loại hình viết lách mới, giả tưởng sinh thái. Thể loại có hai nhánh: những câu chuyện về tác động của con người đối với thiên nhiên; và những câu chuyện về thiên nhiên (chứ không phải con người). Thể loại bao gồm những cuốn sách được viết theo phong cách từ chủ nghĩa hiện đại đến chủ nghĩa hiện thực huyền ảo và ở các thể loại từ chính thống đến lãng mạn và giả tưởng suy đoán.[44][45] Tuyển tập tác phẩm giả tưởng sinh thái năm 1978 bao gồm các tác phẩm thế kỷ 19 và 20 của nhiều tác giả như Ray Bradbury, John Steinbeck, Edgar Allan Poe, Daphne du Maurier, E. B. White, Kurt Vonnegut, Frank Herbert, Saki, J. G. Ballard và Isaac Asimov.[46]

Sinh vật hư cấu

Một mẫu vật nhồi bông giả của một con Rhinogradentia được phát minh bởi nhà động vật học người Đức Gerolf Steiner

Tác phẩm giả tưởng, đặc biệt là khoa học viễn tưởng, đã tạo ra một số lượng lớn các loài hư cấu, cả người ngoài hành tinh và sinh vật trên trái đất.[47][48] Một nhánh của giả tưởng, tiến hóa suy đoán hoặc sinh học suy đoán bao gồm việc thiết kế các sinh vật tưởng tượng trong những tình huống cụ thể; điều này đôi khi được hỗ trợ bởi khoa học thật sự.[49][50]