探訪第二生物圈

☉汪品先

進入潛水球艙內(nèi)的畢比

第一位潛入深海的科學(xué)家叫畢比，他在1934年寫了本《下潛半英里》暢談觀感。他認為，陸地上沒有任何環(huán)境能夠與奇特的深海相比擬，唯一可以與之相比的是太空。到了20世紀晚期，科學(xué)家里的深潛高手巴拉德，他也寫了書回顧深海探險的歷史，正題就叫《永久的黑暗》。

的確，習(xí)慣于陸地生活的人，潛入深海最大的感受就是無盡的黑暗。下到一二百米陽光早已消失，潛器窗外是無窮無盡的黑暗，只有星星點點的“海雪”反映著潛器的燈光。有什么樣的生物能夠在這黑暗世界里享受生活？

深海生物至少有兩大特點很早就引起公眾的注意：一是個體大，二是會發(fā)光。歐洲自古就有傳說，講深海里的巨型水怪。從13世紀起，就傳說挪威海海水里有種極大的水怪叫“克拉肯”，大得能把整艘船抓起來，它掀起的巨浪足以把船掀翻。“克拉肯”所指的就是巨型章魚。凡爾納的《海底兩萬里》中就有章魚來襲、尼摩船長血戰(zhàn)章魚的情節(jié)。

深海確實有巨大的頭足類，包括章魚和烏賊，不過到目前為止，已發(fā)現(xiàn)的最大的烏賊可達14米長，最大的章魚才7米長，離“克拉肯”的傳說還差得很遠。還有一類“海怪”是指巨型的“海蛇”。在北歐的古代傳說里，“海蛇”大得居然被錯認為是一串群島。其實，被誤認為“海蛇”的常常是皇帶魚——一種深水硬骨魚，生活在溫暖海區(qū)上千米的深處，最長紀錄有17米。所以說深海“水怪”的傳說，并不都是空穴來風(fēng)。許多動物，生活在深海里的往往比淺水里的大得多，連深海的蟲子也大得驚人。

我們熟悉的潮蟲，在地上只有1厘米大小，而深海類型的潮蟲居然有76厘米大、1.75千克重。為什么深海動物特別大呢？其中一個原因可能是食性。這些靠捕食為生的異養(yǎng)動物，在深海里覓食很不容易。只有個體大的動物才能夠一次大量進食、經(jīng)受長時間的饑餓，然后再進行長距離轉(zhuǎn)移去尋找下一個獵物。

陸地生物發(fā)光的很少，只有螢火蟲等幾種；而海洋生物從細菌到魚類，幾乎所有的門類都有會發(fā)光的物種。海洋動物發(fā)的是冷光，主要是藍色和綠色，發(fā)紫光、紅光和黃光的少。不同于光致發(fā)光的熒光與磷光，生物發(fā)光不需要外來光源，而是在蟲螢光素酶的參與下，依靠生物形成的蟲螢光素進行氧化作用就能發(fā)光，所以發(fā)光是海洋生物一種主動的行為。

深海生物的發(fā)光現(xiàn)象，早在19世紀“挑戰(zhàn)者”號環(huán)球航行和20世紀30年代畢比乘坐潛水球探索深海時就已被發(fā)現(xiàn)。不難想象，在漆黑的深海里，微弱的螢光可以起很大的作用。一方面，這是一些生物重要的種內(nèi)通信手段。一些魚類、章魚、介形蟲會在交配季節(jié)，依靠發(fā)光的途徑“找對象”。另一方面，發(fā)光也是誘捕獵物和擺脫敵人的辦法。黑傘水母在遇到緊急情況時會噴發(fā)出螢光光幕來分散敵人的注意，贏得逃生的時間；有些魷魚的腕足很長，腕足末端可以發(fā)光，在逃不掉的時候可以放棄發(fā)光的腕足以誤導(dǎo)敵人保全生命。

深海發(fā)光動物

世界大洋平均3700米深，而有光帶不到200米，因此海洋的95%是在“永久的黑暗”里。這種環(huán)境必然影響生物的演化，比如深海既然永久黑暗，眼睛就成了累贅。蝦是鮮蹦活跳的動物，不但有突出的眼睛，有的還長有眼柄。但是到了大西洋中脊二三千米的深處，有一種盲蝦就不長眼睛，密密麻麻“盲目”地擠在熱液口附近。它們背上長著兩塊能夠感光的斑，用來感知熱液。深海熱液本身不發(fā)光，但是有高溫就有熱輻射。大西洋盲蝦吃細菌，依靠熱液區(qū)化學(xué)合成營養(yǎng)的細菌為生，盲蝦通過背上長的感光區(qū)來感知熱液，以便和熱液保持適當(dāng)?shù)木嚯x。

這種不靠陽光靠熱液、不靠氧靠硫的生物群，在深海海底，構(gòu)成了一個“黑暗食物鏈”，與依靠太陽、以光合作用為基礎(chǔ)的“有光食物鏈”相對應(yīng)。

宏觀地說，在化學(xué)元素周期表里，有光食物鏈靠的是氧，黑暗食物鏈靠的是硫；在能源產(chǎn)生的物理機制上，有光食物鏈靠的是太陽內(nèi)部的核聚變，黑暗食物鏈靠的是地球內(nèi)部的核裂變。

兩個生物圈涇渭分明：一個光亮一個黑暗，一個氧化一個還原，一個靠光合作用一個靠化學(xué)合成，一個靠外來的太陽能一個靠地球內(nèi)部能量。能不能再添上一項：一個常溫一個高溫？錯！常溫之下，也有黑暗食物鏈。冷泉和熱液一樣，能支持化學(xué)合成生物群。

深海的發(fā)現(xiàn)，挑戰(zhàn)了生物圈的基本概念——太陽能和光合作用才是一切生命活動的根源。如果我們再進一步放開時空視野，就有另外一個重要問題：這些深海中的生物從哪里來？我們在深海中看到的珊瑚、蠕蟲、貽貝、蛤類、螺類、螃蟹、藤壺等，都和淺海，甚至潮間帶見到的類型相近，并不是深海特有的門類。由此推想，現(xiàn)在生活在熱液、冷泉、深海海底的生物，是從海洋上層遷移進入深海，然后適應(yīng)深海環(huán)境繼而繁榮的。進一步推論，它們可能是在顯生宙五六億年來五次生命大滅絕中，從上層淺海逃到深水避難，遂形成了現(xiàn)在的深海生物群。

（白龍堆摘自上海科技教育出版社《深海淺說》一書，本刊節(jié)選）