生物圈的奥秘

李荒

地球生物圈是由在地球上生存的各种生物构成的。但依照地球上所有生物的生存场所，又可分为三个层次：①大气生物层——包括所有可在大气中生活的大气生物，其生存基础是空气中的水分；②水生生物层——包括全球的水生生物，又可分为淡水生物层和海水生物层；③陆生生物层——包括土壤表层的需氧生物和深达千米的嫌氧生物以及生活在岩缝、岩孔、岩洞和岩层地下水中的岩石生物。

对于大气生物层来说，人们想了解的是大气生物生存场所的最低和最高界限在哪里，生存条件又是什么？但遗憾的是，科学家对这一层次的生活环境和生存状态研究甚少，有些方面还是空白。科学家了解的只是，大气层不单纯是混合气体，还是各种微生物的营养基，一些徽生物一直生活在大气层中由水分子凝聚成的微粒中，从阳光中获取能量和从气溶胶体中取得营养物质成分。这样，从维持生命活动必须具备的几个基本生活条件（水分、零度以上的温度、地面升空的气溶胶体）来看，大气生物的生存空间应该十分广阔，从树梢上起始，可直达对流层有积云的高空（22公里的高空，紧贴着密集臭氧层的下面）。再高处的气体则更为稀薄，由于不具备基本生活条件，即使有生命的话，也处于生命暂停状态，已不能再继续繁殖，被称为间生态生物，且极为罕见，已属于宇宙中是否存在着生命的研究范畴了。

水生生物层的生活环境和光照强度有密切关系。所以又分为强光生物群，弱光生物群（光照在1％左右）和黑暗生物群。而在完全无光的情况下，已经不可能进行光合作用。但在海洋中，出现了令人不解的问题：一般生物只有在100℃以下才能生存，接近100℃时蛋白质就将凝固。可在深海温泉附近的生物，却能生活在超过100℃的高温环境中，那里的海水只是由于深海高压才没有沸腾。这些生物是怎样延续生命的，至今是个未解之谜。

对于陆生生物层中的地表生物，科学家一般了解得比较多些，可是高山生物的情况就多少有点特殊。如在高山顶上，一般高等植物就无法生存，只能生长一些低等植物，由垂直对流风力从地面带上去一些有机营养物质，在阳光直射时可以获得一定的温度，从而可满足生存所需的最低条件。但这只是地表生物中的极小一部分，此外还有一些可耐恶劣环境的节肢动物。岩石生物和土壤生物的情况较为复杂，据科学家研究测定，地下生物的生活环境最深不会超过6～7公里，再往下只能偶尔发现不活动的生命，称为超深生物，已类似于超高空中暂停生命的间生态生物。

由此看来，在22公里左右的超高空和地下6～7公里超深层之间就是整个地球生物圈存在的范围了。现在有人建议把充满着生命的范围称为生命圈，又把曾经发生过有生命作用的范围称为大生物圈，或称为空间膨胀生物圈。