藍(lán)洞中的“外星”細(xì)菌群落

撰文/羅洪斌

藍(lán)洞中的“外星”細(xì)菌群落

撰文/羅洪斌

藍(lán)洞，很簡單，就是藍(lán)色的洞穴，會自己發(fā)出神秘的藍(lán)光。早在古羅馬時期就記載有人探險藍(lán)洞，結(jié)論竟然是巫婆修練“葵花寶典”的秘密基地，這使得藍(lán)洞變得愈發(fā)的引人入勝。

2 0 1 2年2月7日，從美國國家地理網(wǎng)站傳來了驚人的消息：美國洞穴勘探人員在巴哈馬海域的“藍(lán)洞”深溝里發(fā)現(xiàn)“外星”細(xì)菌群落。

海洋生物學(xué)家湯姆·伊利菲是巴哈馬藍(lán)洞勘探計劃的負(fù)責(zé)人，經(jīng)過30年來潛入數(shù)百個水下洞穴的研究，他提出了自己的疑問：“真正的問題是，它們（指的是在陸地藍(lán)洞中生存的橈足類、水生螨類、蝦類以及甲殼類動物）以什么為食？這些動物應(yīng)該棲息在食物附近才對。由于藍(lán)洞內(nèi)并不存在植物，所以答案應(yīng)該是微生物。

科研人員在巴哈馬的3個陸地藍(lán)洞Sawmill Sink、Cherokee Road Extension和Sanctuary中發(fā)現(xiàn)并取出這些“外星”細(xì)菌群落樣品。其中一個藍(lán)洞的細(xì)菌墊完全覆蓋巖壁，厚度達(dá)到1英寸（約合2.54厘米）以上，可以用手將它們從巖壁上剝下來。就是這些細(xì)菌群落，成為了陸地藍(lán)洞生態(tài)系統(tǒng)里的基礎(chǔ)能量來源。

在對不同種類細(xì)菌的可能聚集區(qū)域，以及這些細(xì)菌所采用的生存策略進(jìn)行分析時，女探險家麥克·雷蒂感到非常驚訝：“為了讓大家明白每個洞穴的獨特性，我們對5個藍(lán)洞中微生物的DNA進(jìn)行了分析，結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)一個相同的物種（這意味著這些微生物彼此之間互不關(guān)聯(lián)，不是由一個共同的祖先進(jìn)化出來的）……有些生物體為了攫取能量所采用的手法，是我們以前用化學(xué)原理解釋不通的。

隨后進(jìn)行的基因分析顯示，這種細(xì)菌能夠在光線暗淡的環(huán)境下生存，其中一些細(xì)菌只以硫化氫為食，絕大多數(shù)藍(lán)洞細(xì)菌則在鹽度躍層附近生活。這是一個相對較薄的層，海水和淡水在一定程度上紊流混合。研究顯示，這種細(xì)菌喜歡生活在分界線一帶，它們能夠在這里獲取生存所需要的能量。陸地藍(lán)洞極度缺氧和漆黑一片，有可能類似于太陽系內(nèi)木衛(wèi)二“歐羅巴”和土衛(wèi)二“恩克拉多斯”多冰地殼下方的環(huán)境，所以，此次發(fā)現(xiàn)的以硫化物為食的細(xì)菌群落便極具科考價值。

藍(lán)洞分成海洋藍(lán)洞和陸地藍(lán)洞兩種類型。海洋藍(lán)洞是海底驟然下沉的巨大“深洞”。如果從高空俯視的話，會發(fā)現(xiàn)該水域的顏色有別于周圍水域，是神秘的深藍(lán)色調(diào)。海洋藍(lán)洞是大海的延伸，受潮汐的影響，海水流動性大，也就意味著要滋養(yǎng)諸多與附近水域相同的物種，所以海洋藍(lán)洞內(nèi)不可能出現(xiàn)“外星”細(xì)菌群落。而陸地藍(lán)洞則不同，在遠(yuǎn)古時代，陸地上形成灰?guī)r坑后，因為海陸變遷而被海水灌滿。所以陸地藍(lán)洞距離大?；径际清氤咛煅?，但因為相互之間幾乎沒有交流，所以二者的環(huán)境迥然不同。正是因為陸地藍(lán)洞相當(dāng)于海洋中的死海，藍(lán)洞中的水相對流動性很小，因此極度缺氧，又漆黑一片，形成獨特的陸地藍(lán)洞生態(tài)系統(tǒng)，才會出現(xiàn)這種可能主要以硫化物為食的“外星”細(xì)菌群落。

陸地藍(lán)洞中的水質(zhì)有著不同于海洋藍(lán)洞的明顯分層，從上到下一般分為淡水層、硫化氫層、無氧層。淡水層的水可以飲用，發(fā)揮了封膜的作用，把咸水與大氣中的氧氣隔離，抑制細(xì)菌導(dǎo)致的有機物腐??；硫化氫層的水含有微生物代謝所產(chǎn)生的大量硫化氫；無氧層不能保存動物的肌肉，但是甲殼骨骼在這里可以得到幾近完美的保存，有時候能夠在無氧層發(fā)現(xiàn)稀有的遠(yuǎn)古陸地動物骨骸，所以也被古生物學(xué)界稱為天然的歷史博物館、實驗室。

也許一些細(xì)心多聞的讀者會提出一些質(zhì)疑：陸地藍(lán)洞中的這些以硫化物為食的細(xì)菌群落本身到底是碳基生命還是硫基生命？如果是碳基生命，那么這些細(xì)菌都是通過什么方式分解硫化物得到能量的？如果是硫基生命，那么這些硫基生命的基因都是由什么樣的化學(xué)物質(zhì)組成的？如果把為深海熱液生物群提供基礎(chǔ)能量的熱液硫細(xì)菌與陸地藍(lán)洞里的“外星”細(xì)菌群落加以比較，又會有怎樣的區(qū)別和發(fā)現(xiàn)？

……

這些問題的答案還有待我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

“外星”細(xì)菌群落通過何種方式分解硫化物得到能量的？與為深海熱液生物群提供基礎(chǔ)能量的熱液硫細(xì)菌有著怎樣的區(qū)別？

200萬年前的冰河時代，由于海平面的大幅下降，淡水和海水的交相侵蝕，屬石灰質(zhì)的巴哈馬群島因此形成了許多巖溶空洞，其中巴哈馬藍(lán)洞曾是一個巨大的巖洞，多孔疏松的石灰質(zhì)穹頂因重力、地震等因素，巧妙地坍塌出一個近乎完美的圓形開口。后來由于氣候的變化，冰雪消融、海平面上升，海水倒灌，形成了奇特的藍(lán)洞自然景觀。如今它成為了眾多潛水愛好者必去的勝地。

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