深海中的微生物群

江泽珍/编译

为了检测海底氧气动力，研究人员在马里亚纳海沟11千米深处放置了自动监测装置。数据表明，与水深6千米的深海平原相比，海沟底部的微生物更显活跃

●在压力是海平面1 000倍的马里亚纳海沟中，研究人员发现了大量的活跃细菌。一项新的研究表明，即使是在海底最深的地方，也能探测到一个活跃的微生物生态系统。或许海洋微生物在碳循环中起着重要的作用。

一项国际研究表明，在马里亚纳海沟——洋面以下11千米深处——微生物能够轻易地代谢出有机物质，尽管是在1 000倍的压力下，这些有机物质仍能存活。这项研究发表在不久前出版的《自然地质》上，论证了微生物群已经适应了极端的压力，并且能够存活、繁殖。

这项研究的发起人、南丹麦大学的水生生物地质学家尤尼·格拉德（Ronnie Glud）解释道：“如果有机物质没有被微生物分解而沉到海底，它们最终会成为化石燃料；而微生物就是通过降解这种有机物质，释放出二氧化碳，使得海洋的碳得以循环。”但尚不清楚的是西太平洋马里亚纳海沟这样极度深的地方，有机体颗粒的分解速度是多少。

格拉德说：“我们猜测海沟对于有机物质来说是不是一个陷阱，或许那里因为全是有机物质而充斥着碳。”这就引出了一个新问题：是否有足够的细菌来转化这些碳。要回答这个问题是有困难的，因为取出这些沉淀物必定会经历温度升高和减压两个阶段，这对已经适应那些极端条件的有机物质来说，是致命的！

为了克服这个困难，格拉德和他的日本、德国同事研制出了一个放置在海底研究有机物质的仪器：由于碳转化多少与氧气摄取的量密切相关，因此他们称该仪器为“深海着陆器”，内置有极其敏感的氧气感应器，以提取沉淀物中极小的氧浓度。

研究人员将“深海着陆器”放置在马里亚纳海沟最深的探测点——著名的 “挑战者深渊”——并将收集到的数据与35英里以外的一个6千米深的浅探测点作对比。他们发现，在“挑战者深渊”的微生物的氧摄取量是浅探测点的两倍，证明了生活在那里的微生物已经适应了极端的压力。

研究人员还对沉淀物进行了采样，并对其中有机物质里的叶绿素、脱镁叶绿素和光合色素进行了测量。测量结果表明在马里亚纳海沟中，叶绿素是浅探测点的4倍，脱镁叶绿素是浅探测点的两倍，意味着“挑战者深渊”的有机物质更活跃。除此以外，研究人员在沉淀物中还发现了浓度较高的铅同位素具有使物质沉淀的功能，表明了海沟对于微生物来说是个“陷阱”，能吸引更多的有机物质降于海底。

虽然深海海沟只占约2%的洋底，但是来自阿伯丁大学的地质科学家丹尼尔·梅厄（Daniel Mayor）在给《科学家》杂志中的邮件写道：目前的研究表明，往往是这种小地域范围揭示出全球的元素周期活动。他还指出“挑战者深渊”的温度是-2.5℃，而浅探测点是1.6℃，这一条件也有益于微生物的活动。

然而在马里亚纳海沟中哪一种微生物繁衍最快？“如果能知道就更好了！”特拉华大学的海洋微生物学家珍妮弗·比德尔（Jennifer Biddle）说道。而格拉德想通过对比其他海沟数据，得出是什么使得深海微生物如此特殊。