深度和极限——深海生物

当美国微生物学家和物理学家卡尔·沃斯得出古菌生物属于生物体的结论时，没有人认识到这些古菌究竟有什么不同之处，也没有人知道这些生物究竟存在着多少种不同的种类，以及它们生存在什么地方。这些生物没有细胞核，它们能够在温度超过1000℃的深海裂谷、含盐量极高的死海、美国黄石国家公园的温泉、奶牛和白蚁的内脏，甚至地球内部离地面大约3千米的地方等恶劣环境中生存。有些古菌生物已经在这些地方生存了10亿年。考虑到其恶劣的生存环境，最近发现的这类生物有机体被冠以“地狱细菌”的名称。

人们对新物种的探索之旅从未停止。2002年，遗传基因学家J.克雷格·文特启动了一项对海洋物种进行探索的计划。他驾驶着安装有特殊装备的轮船向大西洋的马尾藻海进发，每隔300千米提取200升的海水样品。文特发现，每毫升海水中大约含有100万个细菌和1000万个病毒。在历时3年的航行中，他所获得的基因总数比当时科学界所知道的基因总数要多一倍。海洋中挤满了各种各样的生物，而且许多生物是人类从未见过的。

在此期间，科学家继续寻找那些躲藏在海底甚至更深处的新物种。2003年，美国马萨诸塞州大学的微生物学家德雷克·洛维利发现了典型的古菌生物——121号。121号生活于海底大裂沟的热水喷口。它们的生存环境位于地标以下4千米处的中洋脊附近，这里是地球板块开始延伸的地方，从这里喷发的岩浆的温度超过1000℃。

深海一直被认为是一个不适合生存的死亡区域。人类对深海的探险开始于1943年。当时的美国动物学家威廉姆斯·毕比和工程师奥狄斯·巴顿通过深海潜水球下潜到914米的深度。当时的深海潜水球是一个圆球形钢铁容器，它通过一条钢缆与洋面的轮船进行连接。毕比仔细地观察容器窗口之外的所有物体，并把这些物体都记录下来，从而实现了对他所观测到的海底生物进行的科学考察。

生于瑞士的比利时物理学家奥古斯特·皮卡德以毕生的时间和精力对他设计的热气球内部气体的原理进行专门的研究和探索。1953年，他通过深海潜水球下潜到了海平面以下3050米的地方。1960年，皮卡德以骄傲的眼神目睹了由他的儿子雅克设计的第2代深海潜水球的诞生，其下潜到了10670米的地球最深处（即关岛附近的马里亚纳大海沟）。

法国和美国共同制造的“阿尔文”号潜水艇有7.6米长，它装备了更为先进的操作系统。1977年，这艘潜水艇搭载了两名地质学家下潜到了位于厄瓜多尔海岸线附近的加拉巴哥峡谷。在距离海平面2.4千米的地方，这两位地质学家发现了温泉，并在那里找到了一个汇集了许多神秘海洋生命形式的深海区域。他们从未预料到在这些到处都是硫磺、温度高达300℃的环境中仍然可以找到生命形式：异乎寻常的蛤类、类似于螃蟹的动物、巨型的蚌类、2米长的巨型管虫、海葵以及体积更大的鱼类生物。

那么，这些生物是如何存活下来的呢？1981年，也就是首次发现这些生物聚集区的时候，“阿尔文”号搭载的地质学家之一约翰·科利斯指出，在没有太阳光的情况下，热能和已经溶解的氢化硫，以及海底喷发的液体中含有的甲烷等物质，为各种生命形式提供了充足的能量。如果科利斯的假设是成立的，那么这个海底生态系统就对新的生命适应理论进行了证明。根据这种新的理论，化学能量和化学合成取代了光能和光合作用。

最近，美国俄勒冈州立大学的史蒂芬·乔瓦尼在太平洋海底发现了另外一个细菌群落区，这里的每一个微生物都属于一个全新的物种类别。此外，此深海生物群落与其他深海细菌群落之间几乎不存在任何的共同点，其中数量最多的物种是一种能够从氢气和硝酸盐的化学反应中获取能量的细菌生物体。这一发现使我们看到了一个可能不依赖太阳能量的更大的生态系统。

我们对生命存在可能性的研究或许才刚刚开始。

（摘自光明日报出版社《人一生不可不知的科学理论》 编译：张红军）