揭秘地下生态系统

科学家们发现了包含数十亿微生物的巨大地下生态系统。

编译 许林玉

根据“深部生命”领域的研究，地球比以前想象的要活跃得多，我们脚下有着丰富的生态系统，几乎是全球海洋生物的两倍。科学家们估计，在地下极热、高压、无光照、缺乏营养的条件下，地下生物圈仍然充满了150亿至230亿吨微生物，是地球上所有人体重总和的数百倍。

参与“深碳观测”计划的研究人员说，地下物种的多样性可以与亚马逊或加拉帕戈斯群岛相媲美。地下环境在很大程度上仍然保持原样，因为人们还没有探测到大部分的地表下岩石。“这就像在地球上发现了一个全新的生命宝库，我们一直在发现新的生命类型。地球上有太多的生命存在于地球内部，而不是在地球表面。”美国田纳西大学副教授卡伦·劳埃德（Karen Lloyd）说。该团队汇集了来自52个国家的1 200名科学家，他们的研究领域包括地质学、微生物学、化学和物理学。

研究结果表明，70%的地球细菌和古生菌生活在地下，包括生活在硫磺泉中的带刺高原菌和生活在海底热液喷口（121摄氏度）的单细胞生物地球层膜巴洛西菌。科学家们一直在努力寻找生命不可能存在的下限，但他们挖掘得越深，发现的生命就越多。目前最高温纪录为122摄氏度，研究人员相信，如果他们继续探索并开发更先进的仪器，这一记录将被打破。

在地表以下2 500米处发现的一种生物已经在地下埋藏了数百万年，可能根本无须依赖太阳的能量。相反，产烷菌找到了一种在这种低能量环境中生产甲烷的方法。劳埃德表示：“对我来说，最奇怪的是有些生物可以活上千年。它们的新陈代谢活动非常活跃，但处于停滞状态，维持生命所需的能量比我们想象的要少。”

美国俄勒冈州立大学微生物生态学家里克·科尔韦尔（Rick Colwell）说：“地下生命的时间尺度完全不同。有些微生物已经存活了数千年，除了构造板块的移动、地震或火山爆发，它们几乎没有活动过。而我们人类倾向于采用相对快速的过程，如以太阳为基础的昼夜周期或以月球为基础的月球周期，但这些生物是地质时间尺度上缓慢而持续的循环的一部分。”

研究人员介绍说，他们的发现得益于两项技术进步，一是钻头可以进入到地壳之下更深的地方，二是显微镜的改进使得生命可以在越来越小的尺度上被探测到。

地下生物圈因地质和地理条件而异，它们的总体积估计超过20亿立方千米，未来可能还会进一步扩大。但生命是从地下往上繁殖的还是从地表往下繁殖的？关于生命与地球如何共同进化的问题将揭示什么？这些都是未解之谜。 卡内基科学研究所矿物学家罗伯特·哈森（Robert Hazen）说：“如果地球上的生命与我们所期待的如此大相径庭，那我们在探索其他星球上的生命时，还会有怎样的未解之谜等待着我们呢？”

资料来源 The Guardian