揭秘地下生態系統

科學家們發現了包含數十億微生物的巨大地下生態系統。

編譯 許林玉

根據“深部生命”領域的研究，地球比以前想象的要活躍得多，我們腳下有著豐富的生態系統，幾乎是全球海洋生物的兩倍。科學家們估計，在地下極熱、高壓、無光照、缺乏營養的條件下，地下生物圈仍然充滿了150億至230億噸微生物，是地球上所有人體重總和的數百倍。

參與“深碳觀測”計劃的研究人員說，地下物種的多樣性可以與亞馬遜或加拉帕戈斯群島相媲美。地下環境在很大程度上仍然保持原樣，因為人們還沒有探測到大部分的地表下巖石。“這就像在地球上發現了一個全新的生命寶庫，我們一直在發現新的生命類型。地球上有太多的生命存在于地球內部，而不是在地球表面。”美國田納西大學副教授卡倫·勞埃德（Karen Lloyd）說。該團隊匯集了來自52個國家的1 200名科學家，他們的研究領域包括地質學、微生物學、化學和物理學。

研究結果表明，70%的地球細菌和古生菌生活在地下，包括生活在硫磺泉中的帶刺高原菌和生活在海底熱液噴口（121攝氏度）的單細胞生物地球層膜巴洛西菌。科學家們一直在努力尋找生命不可能存在的下限，但他們挖掘得越深，發現的生命就越多。目前最高溫紀錄為122攝氏度，研究人員相信，如果他們繼續探索并開發更先進的儀器，這一記錄將被打破。

在地表以下2 500米處發現的一種生物已經在地下埋藏了數百萬年，可能根本無須依賴太陽的能量。相反，產烷菌找到了一種在這種低能量環境中生產甲烷的方法。勞埃德表示：“對我來說，最奇怪的是有些生物可以活上千年。它們的新陳代謝活動非常活躍，但處于停滯狀態，維持生命所需的能量比我們想象的要少。”

美國俄勒岡州立大學微生物生態學家里克·科爾韋爾（Rick Colwell）說：“地下生命的時間尺度完全不同。有些微生物已經存活了數千年，除了構造板塊的移動、地震或火山爆發，它們幾乎沒有活動過。而我們人類傾向于采用相對快速的過程，如以太陽為基礎的晝夜周期或以月球為基礎的月球周期，但這些生物是地質時間尺度上緩慢而持續的循環的一部分。”

研究人員介紹說，他們的發現得益于兩項技術進步，一是鉆頭可以進入到地殼之下更深的地方，二是顯微鏡的改進使得生命可以在越來越小的尺度上被探測到。

地下生物圈因地質和地理條件而異，它們的總體積估計超過20億立方千米，未來可能還會進一步擴大。但生命是從地下往上繁殖的還是從地表往下繁殖的？關于生命與地球如何共同進化的問題將揭示什么？這些都是未解之謎。 卡內基科學研究所礦物學家羅伯特·哈森（Robert Hazen）說：“如果地球上的生命與我們所期待的如此大相徑庭，那我們在探索其他星球上的生命時，還會有怎樣的未解之謎等待著我們呢？”

資料來源 The Guardian