包“螺”万象之生命起源的奥秘

徐小龙

同学们知道吗，载人潜水器最重要的组成部分就是球形载人舱了，潜航员和科学家就是在那里进行驾驶操作和观察研究等工作的。载人舱的材质十分特殊，是一种特制的钛合金，既轻又耐高压。“奋斗者”号的载人舱就是一个直径约2 米的钛合金球，可以同时容纳3个人。

压力“山大”

潜航员和科学家在钛合金的载人舱内不用穿戴特殊的潜水装备，因为舱内保持了和海面上一样的大气压，并且有充足的氧气供应。但载人舱的外壁上却承受着巨大的压力。到底有多大呢？我们可以简单计算一下——

海水的深度每增加10米，海水的压强就相当于增加一个大气压，也就是说每平方厘米上增加了1千克的重量。深度越深，压强就越大。

当载人潜水器在马里亚纳海沟下潜至11000米的极限深度时，载人舱外壁上每平方厘米所承受的重量能够达到1100千克，也就是1 吨多重。

1平方厘米有多大呢？和你大拇指的指甲差不多大小。

1100千克有多重呢？大约相当于20個成年人的体重总和。

天哪！20个大人在你的大拇指指甲上“跳舞”是什么感觉？

在这样巨大的压力下，一旦载人舱出现了哪怕很细微的裂缝，海水便会像子弹一样射入舱内，舱内人员就很危险了。但是不必担心，钛合金的载人舱好似身披盔甲的“钢铁侠”，不会给海水一丝机会。

深海“钢铁侠”

在印度洋近3000米深的海域，生活着一种神秘的海螺，它有着潜水器载人舱一样坚不可摧的“盔甲”。这种海螺的学名叫鳞角腹足蜗牛，生活在印度洋底的热液喷口附近，外形和陆地上普通的蜗牛差不多，个头儿有半个鸡蛋那么大，螺壳呈黑色，一共有3层。

令人感到惊讶的是，鳞角腹足蜗牛壳的主要成分竟然是二硫化铁，也就是黄铁矿的主要成分。如果把鳞角腹足蜗牛的壳比作铁房子，那么同学们常见的海螺或陆地蜗牛的壳（主要成分是碳酸钙，也就是石灰石），则是一座石房子。

根据莫氏硬度标准（表示矿物硬度的一种标准），黄铁矿的硬度最高能达到6.5，碳酸钙的硬度只有3.0，所以鳞角腹足蜗牛柔软的身体躲在壳里的“安全系数”比其他海螺高多了！

而且，鳞角腹足蜗牛浑身都含有铁元素，它那腹部细长条状或鳞片状的黑色“脚”里和柔软的红色身体里都含有丰富的铁元素。铁脚、铁身、铁外壳……使鳞角腹足蜗牛成为名副其实的深海“钢铁侠”！

但是，你要理解，鳞角腹足蜗牛不会被压扁的原因，不是因为坚硬无比的外壳，而是它的壳内、壳外压力平衡，甚至每个细胞都做到了压力平衡。

那么，鳞角腹足蜗牛为什么还会“修炼”成“钢铁侠”呢？难道是为了抵御传说中可怕的海妖吗？

“神秘部落”

其实，鳞角腹足蜗牛生活在一个“神秘部落”里，它有一群奇特的邻居——身长两米的巨型管栖蠕虫、身披闪光铠甲的阿尔文虾、白色菊花般的海葵、黑色鹅卵石一样的贻贝，还能看到零星的海星、藤壶、海参、海绵和蜘蛛蟹……

那么，到底有没有海妖呢？当然有！但人类用肉眼根本看不见。

在这个神秘部落里，“海妖”几乎存在于任何地方。

是不是听着有点儿吓人？别害怕，让我们先仔细看看神秘部落的环境。

这个神秘部落位于超慢速扩张中的大洋中脊上。“超慢速扩张”可以理解为把火山喷发的速度放慢上万亿倍，然后使海底地壳被超级缓慢撕裂的过程。这里有冒着滚滚“浓烟”的“黑烟囱”，那是从裂缝中喷射出来的黑色“热液”。

科学家称这里为“热液区”。虽然几千米深的海水温度最高不过2℃～ 3℃，但热液区的温度非常高，特别是“黑烟囱”的喷口位置，能达到400℃，而且“黑烟囱”喷出来的黑色热液具有很强的酸腐蚀性。

这么高温度、高酸性的热液区似乎是生命的禁区，那为什么还会有神秘部落存在呢？

古老的生命

神秘部落之所以生生不息，原因就是那些看不见又无处不在的“海妖”。它们到底是什么神秘物种呢？

它们是一种古菌，一种可以消化黑色热液的古老生命。

在阳光无法抵达的几千米深海里，古菌获取食物的方式很特殊。

那些生活在阳光普照的海域的初级生命，大多是通过光合作用，将太阳的能量转化为自身的能量。而古菌则是通过神秘的化学反应，将热液中的无机物转化为可以维持生命的有机物，就像把石头变成了大米一样。

黑色热液对于人类和大多数生物来讲，是一种温度极高、腐蚀性极强的危险存在，里面富含铁、镍、钴等矿物质，还有硫化氢、甲烷等可以燃烧的物质。载人潜水器如果碰到它，也会“身受重伤”。

古菌在热液区茁壮成长，神秘部落的动物则依赖古菌得以生存。它们将大量古菌储存在自己身上，方便随时食用古菌代谢出来的有机物，由此形成了热液区物种特有的“共生关系”。鳞角腹足蜗牛就是把古菌藏在了自己密密麻麻的“脚”里。

古菌代谢出来的物质不光有有机物，还有大量的金属元素，其中就包括铁元素。鳞角腹足蜗牛当然不会浪费这些“原料”，全都拿来加固自己的大螺壳了——“金光闪闪”的“钢铁侠”就这样“修炼”成了！

生命起源

鳞角腹足蜗牛生活的热液区，海水温度很低、氧气含量也不高，而“黑烟囱”则像一座座小火山，喷发出几百摄氏度高温的酸性热液，这种温差极大、缺氧、高酸性的环境，像极了亿万年前地球的模样。

为了探寻生命的起源，科学家试图从地球早期环境入手，现存的热液区给了他们很大的启发。

古菌将酸性无机物转化为有机物的能力，也证明了科学家对生命起源的猜想——生命物质是在极端环境中通过化学反应合成的。