生物圈的奧秘

李荒

地球生物圈是由在地球上生存的各種生物構成的。但依照地球上所有生物的生存場所，又可分為三個層次：①大氣生物層——包括所有可在大氣中生活的大氣生物，其生存基礎是空氣中的水分；②水生生物層——包括全球的水生生物，又可分為淡水生物層和海水生物層；③陸生生物層——包括土壤表層的需氧生物和深達千米的嫌氧生物以及生活在巖縫、巖孔、巖洞和巖層地下水中的巖石生物。

對于大氣生物層來說，人們想了解的是大氣生物生存場所的最低和最高界限在哪里，生存條件又是什么？但遺憾的是，科學家對這一層次的生活環境和生存狀態研究甚少，有些方面還是空白。科學家了解的只是，大氣層不單純是混合氣體，還是各種微生物的營養基，一些徽生物一直生活在大氣層中由水分子凝聚成的微粒中，從陽光中獲取能量和從氣溶膠體中取得營養物質成分。這樣，從維持生命活動必須具備的幾個基本生活條件（水分、零度以上的溫度、地面升空的氣溶膠體）來看，大氣生物的生存空間應該十分廣闊，從樹梢上起始，可直達對流層有積云的高空（22公里的高空，緊貼著密集臭氧層的下面）。再高處的氣體則更為稀薄，由于不具備基本生活條件，即使有生命的話，也處于生命暫停狀態，已不能再繼續繁殖，被稱為間生態生物，且極為罕見，已屬于宇宙中是否存在著生命的研究范疇了。

水生生物層的生活環境和光照強度有密切關系。所以又分為強光生物群，弱光生物群（光照在1％左右）和黑暗生物群。而在完全無光的情況下，已經不可能進行光合作用。但在海洋中，出現了令人不解的問題：一般生物只有在100℃以下才能生存，接近100℃時蛋白質就將凝固。可在深海溫泉附近的生物，卻能生活在超過100℃的高溫環境中，那里的海水只是由于深海高壓才沒有沸騰。這些生物是怎樣延續生命的，至今是個未解之謎。

對于陸生生物層中的地表生物，科學家一般了解得比較多些，可是高山生物的情況就多少有點特殊。如在高山頂上，一般高等植物就無法生存，只能生長一些低等植物，由垂直對流風力從地面帶上去一些有機營養物質，在陽光直射時可以獲得一定的溫度，從而可滿足生存所需的最低條件。但這只是地表生物中的極小一部分，此外還有一些可耐惡劣環境的節肢動物。巖石生物和土壤生物的情況較為復雜，據科學家研究測定，地下生物的生活環境最深不會超過6～7公里，再往下只能偶爾發現不活動的生命，稱為超深生物，已類似于超高空中暫停生命的間生態生物。

由此看來，在22公里左右的超高空和地下6～7公里超深層之間就是整個地球生物圈存在的范圍了。現在有人建議把充滿著生命的范圍稱為生命圈，又把曾經發生過有生命作用的范圍稱為大生物圈，或稱為空間膨脹生物圈。