藍洞中的“外星”細菌群落

撰文/羅洪斌

藍洞中的“外星”細菌群落

撰文/羅洪斌

藍洞，很簡單，就是藍色的洞穴，會自己發出神秘的藍光。早在古羅馬時期就記載有人探險藍洞，結論竟然是巫婆修練“葵花寶典”的秘密基地，這使得藍洞變得愈發的引人入勝。

2 0 1 2年2月7日，從美國國家地理網站傳來了驚人的消息：美國洞穴勘探人員在巴哈馬海域的“藍洞”深溝里發現“外星”細菌群落。

海洋生物學家湯姆·伊利菲是巴哈馬藍洞勘探計劃的負責人，經過30年來潛入數百個水下洞穴的研究，他提出了自己的疑問：“真正的問題是，它們（指的是在陸地藍洞中生存的橈足類、水生螨類、蝦類以及甲殼類動物）以什么為食？這些動物應該棲息在食物附近才對。由于藍洞內并不存在植物，所以答案應該是微生物。

科研人員在巴哈馬的3個陸地藍洞Sawmill Sink、Cherokee Road Extension和Sanctuary中發現并取出這些“外星”細菌群落樣品。其中一個藍洞的細菌墊完全覆蓋巖壁，厚度達到1英寸（約合2.54厘米）以上，可以用手將它們從巖壁上剝下來。就是這些細菌群落，成為了陸地藍洞生態系統里的基礎能量來源。

在對不同種類細菌的可能聚集區域，以及這些細菌所采用的生存策略進行分析時，女探險家麥克·雷蒂感到非常驚訝：“為了讓大家明白每個洞穴的獨特性，我們對5個藍洞中微生物的DNA進行了分析，結果沒有發現一個相同的物種（這意味著這些微生物彼此之間互不關聯，不是由一個共同的祖先進化出來的）……有些生物體為了攫取能量所采用的手法，是我們以前用化學原理解釋不通的。

隨后進行的基因分析顯示，這種細菌能夠在光線暗淡的環境下生存，其中一些細菌只以硫化氫為食，絕大多數藍洞細菌則在鹽度躍層附近生活。這是一個相對較薄的層，海水和淡水在一定程度上紊流混合。研究顯示，這種細菌喜歡生活在分界線一帶，它們能夠在這里獲取生存所需要的能量。陸地藍洞極度缺氧和漆黑一片，有可能類似于太陽系內木衛二“歐羅巴”和土衛二“恩克拉多斯”多冰地殼下方的環境，所以，此次發現的以硫化物為食的細菌群落便極具科考價值。

藍洞分成海洋藍洞和陸地藍洞兩種類型。海洋藍洞是海底驟然下沉的巨大“深洞”。如果從高空俯視的話，會發現該水域的顏色有別于周圍水域，是神秘的深藍色調。海洋藍洞是大海的延伸，受潮汐的影響，海水流動性大，也就意味著要滋養諸多與附近水域相同的物種，所以海洋藍洞內不可能出現“外星”細菌群落。而陸地藍洞則不同，在遠古時代，陸地上形成灰巖坑后，因為海陸變遷而被海水灌滿。所以陸地藍洞距離大海基本都是咫尺天涯，但因為相互之間幾乎沒有交流，所以二者的環境迥然不同。正是因為陸地藍洞相當于海洋中的死海，藍洞中的水相對流動性很小，因此極度缺氧，又漆黑一片，形成獨特的陸地藍洞生態系統，才會出現這種可能主要以硫化物為食的“外星”細菌群落。

陸地藍洞中的水質有著不同于海洋藍洞的明顯分層，從上到下一般分為淡水層、硫化氫層、無氧層。淡水層的水可以飲用，發揮了封膜的作用，把咸水與大氣中的氧氣隔離，抑制細菌導致的有機物腐敗；硫化氫層的水含有微生物代謝所產生的大量硫化氫；無氧層不能保存動物的肌肉，但是甲殼骨骼在這里可以得到幾近完美的保存，有時候能夠在無氧層發現稀有的遠古陸地動物骨骸，所以也被古生物學界稱為天然的歷史博物館、實驗室。

也許一些細心多聞的讀者會提出一些質疑：陸地藍洞中的這些以硫化物為食的細菌群落本身到底是碳基生命還是硫基生命？如果是碳基生命，那么這些細菌都是通過什么方式分解硫化物得到能量的？如果是硫基生命，那么這些硫基生命的基因都是由什么樣的化學物質組成的？如果把為深海熱液生物群提供基礎能量的熱液硫細菌與陸地藍洞里的“外星”細菌群落加以比較，又會有怎樣的區別和發現？

……

這些問題的答案還有待我們去探索。

“外星”細菌群落通過何種方式分解硫化物得到能量的？與為深海熱液生物群提供基礎能量的熱液硫細菌有著怎樣的區別？

200萬年前的冰河時代，由于海平面的大幅下降，淡水和海水的交相侵蝕，屬石灰質的巴哈馬群島因此形成了許多巖溶空洞，其中巴哈馬藍洞曾是一個巨大的巖洞，多孔疏松的石灰質穹頂因重力、地震等因素，巧妙地坍塌出一個近乎完美的圓形開口。后來由于氣候的變化，冰雪消融、海平面上升，海水倒灌，形成了奇特的藍洞自然景觀。如今它成為了眾多潛水愛好者必去的勝地。

小貼士