我們的地球是目前已知的唯一一顆存在著生命的星球,在過去的很長一段時間裡,人們都認為地球上的生命主要集中地球的表面,而在地球表面以下不遠處就應該是一片死寂的“暗黑世界”。原因很簡單,在地殼的深處不但沒有太陽光的照射,而且還充斥著高溫、高壓,在這樣惡劣的環境中,生命應該是不可能存在的。
然而實際上的情況卻不是人們起初想像的那樣,隨著科技的日益進步,人類漸漸地擁有了探索地殼的深處的初級能力,科學家在對從不同深度抽上來的地下水研究後驚訝地發現,在地殼的深處還有一個“暗黑生物圈”,各種奇特的生命令人眼界大開。科學家發現,即使是在地下1000米的地下水中,平均每毫升也包含了10萬至100萬個微生物(註:在地球表面的生態水中,平均每毫升包含著100萬至1000萬個微生物),而在更深的地下,微生物的數量雖然有所下降,但它們依然大量存在,並且這些生命種類非常豐富,物種也很奇特。也就是說,在地殼的深處還有另一個生命世界,因為這裡終年不見一絲光亮,所以我們可以將其稱為“暗黑生物圈”。
(顯微鏡下的微生物)由於生存環境的不同,在“暗黑生物圈”中的不少物種都與地球表面的生命存在著很大的差異,在地殼深處的另一個生命世界裡,生命所需要的能量不再依靠太陽光,而是依靠地球內部的各種資源。下面我們舉個比較典型的例子來說明。在非洲南部的一個名為“姆波內格”(Mponeng)的金礦之下2800米處,地下水的溫度常年保持在60攝氏度以上,並且沒有陽光,也沒有氧氣。然而就是在這個對生命來說生存條件極為惡劣的環境中,科學家卻發現了一種學名為“Candidatus Desulforudis audaxviator”的奇特細菌。
(圖為Candidatus Desulforudis audaxviator)研究表明,這種微生物的生存並不需要陽光和氧氣,它們能夠利用地殼深處的放射性元素衰變時產生的放射能,直接將周圍的硫化物、二氧化碳、氨以及水和氮元素等等物質轉化為自己的生命物質(如氨基酸和蛋白質等),而假如將這種微生物放在地球表面的充滿了陽光和氧氣的環境中,它們卻無法生存。這種微生物屬於無機自養生物,除此之外,“暗黑生物圈”中還存在著很多採用另類生存方式的微生物,比如說各種嗜極生物(嗜熱、冰、酸、鹼、鹽、高滲透等)、化學能自養生物、貧營養生物、真岩內生物、耐脫水生物、耐金屬生物……等等等等,各種奇特的生命令人眼界大開。
那麼在這個地殼深處的另一個生命世界裡到底有多少生物呢?需要指出的是,地球內部的溫度會隨著深度的增加而逐漸上升,研究表明,地球的深度每增加1000米,溫度就會上升20至30攝氏度,所以說當地球內部的深度達到了一定的值,其溫度就會超過生命所能承受的極限,就再也不可能存在生物了。那麼生命的耐熱極限是多少呢?在目前已知的生物裡,存在著不少可以在高溫的環境中生存的物種,其中最耐熱的生物,能夠在高達121攝氏度的溫度下正常生存,順便講一下,這種微生物被稱為“菌株121”,發現於太平洋的海底。
科學家推測,地球上生命的耐熱極限應該在120至150攝氏度之間,也就是說,這個地殼深處的“暗黑生物圈”大概會延伸到地下5000米的位置,大家可以想像一下,這是一個多麼巨大的生存空間。如果按照現有的數據來推算的話,那麼在這麼大一個空間裡,應該至少存在著數百萬種微生物,而它們的數量很可能會遠遠地超過了地球表面的生物。我們現在知道了在地殼的深處還有另一個生命世界,生命種類非常豐富,物種也很奇特。看到這裡可能有人要問了,在這個“暗黑生物圈”裡,除了微生物以外,會不會還存在著高級一點的生命呢?
對於地球上的碳基生命而言,依靠太陽能來合成生命物質,以及依靠有氧呼吸來獲取能量的生存方式是演化出高等生命的基礎,原因就是在地球表面的陽光很充足並且很穩定,而有氧呼吸的能量利用率也是很高的。然而在“暗黑生物圈”裡,由於條件惡劣,可利用的能量相對較少並且很不穩定,因此在這裡只能“養活”一些簡單的微生物,它們獲取能量的方式,通常都是能量利用率極低的(比如說無氧呼吸),這也是它們在惡劣條件下不得不採用的生存方式。總而言之,因為這裡根本就沒有演化出高等生命的條件,所以高等生命是不可能在地殼的深處存在的。
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