地球深处的生物圈

所谓生物圈就是人们所认为的生物住所，主要都是在地球上能够有接受太阳能进行光合作用的植物和以植物为食的各种动物。海洋中也有利用太阳能生长发育的各种水生植物，以及以这些植物为食的鱼类和其他各种生物。追根究底，这些生物都是靠太阳能生存的。 据测算，世界上陆地和海洋的生物总量约1万亿吨，令人无法想象的是我们脚下地层深处的生物竟然数倍于这一数字。那里是迄今人类尚未触及过的领域，专家称其为“地下生物圈”，它的主人公是微生物。这些生物的生存不依赖太阳能，而是利用地下的热能。

　　

　　地下探索新发现

　　

　　最近几年研究发现，有多到令人惊讶的微生物种类，悄悄地并且大量地生活在过去被人认为环境严酷、绝对无法生存的地底深处，此处没有光线、没有氧气，只有高温和高压。这些微生物多数完全不需要太阳能，它们会利用地球内部的热能来合成它们所需的有机物。这种生活方式推翻了我们以往的常识，或许可以说，它们是一种新的生命形态。

　　中美科学家对大陆科学钻探工程中获取的2000米岩心合作开展了地下微生物研究，通过对岩心的低温冷储及DNA分析，首次在1080米深度的岩石中发现了太古菌及细菌，然后又对6个不同的深度、4种不同岩石性质的固体岩心样品及流体样品进行DNA分析，发现了大量极端条件下形成的微生物，有嗜酸菌、嗜铁菌、嗜甲烷菌等，并完成了嗜热微生物的分离培养及鉴定的试验性工作。中国科学院微生物研究所和美国的科学家还设计了一系列培养基，并且分离到两株活着的高温菌。以前人们认为石头里没有生命，但这些生活在缺氧高温极端环境中的“饥饿生命”打破了人们的传统认识。它们藏身在岩石微细裂缝里，只靠‘吃’铁、镍、甲烷等生存。

　　地下的温度会随着愈来愈接近地球内部的地核而升高，从地表往下每增加1000米深，温度约上升20℃～30℃。目前生物生存温度的最高记录是113℃，专家估计生物的最高生存温度可达120℃～150℃。因此，即使地下5000米处也可能有生物生存。陆上的生物圈再多也只有30～100米的厚度。此外，占地球表面70％的海洋平均水深也不过3800米，由此可知，地下生物圈是如何巨大了。 有人对地下微生物的生物量进行估算，结果令人惊讶。地下生物圈可能比我们目前所知的陆上及海洋生物的生物量更多，即地下生物圈可能是地球最大的生物圈！在这个地球上，现在还有几乎尚未开拓的巨大生物圈。

　　

　　为何探索地下微生物？

　　

　　地下生物圈不只是大，而且还是与现今的生物观念完全不同的“另一个新世界”。与地表不同的特殊环境中生存的微生物当中，或许有具备现在尚不知道的特殊功能的微生物。现在已发现能分解原油及一部分农药的微生物、分解二氧化碳的微生物以及各式各样特殊的微生物。探索这些具有特殊功能的微生物，是地下生物圈研究的目的之一。 最重要的是，地底下有自己合成有机物作为养分而不依赖太阳光能源的生物。这样的生物说不定是在生命诞生时，地球还没有氧气，且高温、高压的时候所残留下来的。专家认为，地下深处的环境与生命诞生时的环境大致相同，因而研究地下生物也相当于研究生命诞生时的生物。此外，研究地下生物对于研究火星有重要的意义。今年年初，科学家虽然没有找到火星上有生命的直接证据，但发现了沼气和其他可能存在生物活性的迹象，这些特征很像地球上地底生物圈的特征。科学家认为火星可能存在地下微生物生态体系。

　　【责任编辑】蒲晖