探訪第二生物圈

☉汪品先

進(jìn)入潛水球艙內(nèi)的畢比

第一位潛入深海的科學(xué)家叫畢比，他在1934年寫了本《下潛半英里》暢談?dòng)^感。他認(rèn)為，陸地上沒有任何環(huán)境能夠與奇特的深海相比擬，唯一可以與之相比的是太空。到了20世紀(jì)晚期，科學(xué)家里的深潛高手巴拉德，他也寫了書回顧深海探險(xiǎn)的歷史，正題就叫《永久的黑暗》。

的確，習(xí)慣于陸地生活的人，潛入深海最大的感受就是無盡的黑暗。下到一二百米陽(yáng)光早已消失，潛器窗外是無窮無盡的黑暗，只有星星點(diǎn)點(diǎn)的“海雪”反映著潛器的燈光。有什么樣的生物能夠在這黑暗世界里享受生活？

深海生物至少有兩大特點(diǎn)很早就引起公眾的注意：一是個(gè)體大，二是會(huì)發(fā)光。歐洲自古就有傳說，講深海里的巨型水怪。從13世紀(jì)起，就傳說挪威海海水里有種極大的水怪叫“克拉肯”，大得能把整艘船抓起來，它掀起的巨浪足以把船掀翻。“克拉肯”所指的就是巨型章魚。凡爾納的《海底兩萬里》中就有章魚來襲、尼摩船長(zhǎng)血戰(zhàn)章魚的情節(jié)。

深海確實(shí)有巨大的頭足類，包括章魚和烏賊，不過到目前為止，已發(fā)現(xiàn)的最大的烏賊可達(dá)14米長(zhǎng)，最大的章魚才7米長(zhǎng)，離“克拉肯”的傳說還差得很遠(yuǎn)。還有一類“海怪”是指巨型的“海蛇”。在北歐的古代傳說里，“海蛇”大得居然被錯(cuò)認(rèn)為是一串群島。其實(shí)，被誤認(rèn)為“海蛇”的常常是皇帶魚——一種深水硬骨魚，生活在溫暖海區(qū)上千米的深處，最長(zhǎng)紀(jì)錄有17米。所以說深?！八帧钡膫髡f，并不都是空穴來風(fēng)。許多動(dòng)物，生活在深海里的往往比淺水里的大得多，連深海的蟲子也大得驚人。

我們熟悉的潮蟲，在地上只有1厘米大小，而深海類型的潮蟲居然有76厘米大、1.75千克重。為什么深海動(dòng)物特別大呢？其中一個(gè)原因可能是食性。這些靠捕食為生的異養(yǎng)動(dòng)物，在深海里覓食很不容易。只有個(gè)體大的動(dòng)物才能夠一次大量進(jìn)食、經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的饑餓，然后再進(jìn)行長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移去尋找下一個(gè)獵物。

陸地生物發(fā)光的很少，只有螢火蟲等幾種；而海洋生物從細(xì)菌到魚類，幾乎所有的門類都有會(huì)發(fā)光的物種。海洋動(dòng)物發(fā)的是冷光，主要是藍(lán)色和綠色，發(fā)紫光、紅光和黃光的少。不同于光致發(fā)光的熒光與磷光，生物發(fā)光不需要外來光源，而是在蟲螢光素酶的參與下，依靠生物形成的蟲螢光素進(jìn)行氧化作用就能發(fā)光，所以發(fā)光是海洋生物一種主動(dòng)的行為。

深海生物的發(fā)光現(xiàn)象，早在19世紀(jì)“挑戰(zhàn)者”號(hào)環(huán)球航行和20世紀(jì)30年代畢比乘坐潛水球探索深海時(shí)就已被發(fā)現(xiàn)。不難想象，在漆黑的深海里，微弱的螢光可以起很大的作用。一方面，這是一些生物重要的種內(nèi)通信手段。一些魚類、章魚、介形蟲會(huì)在交配季節(jié)，依靠發(fā)光的途徑“找對(duì)象”。另一方面，發(fā)光也是誘捕獵物和擺脫敵人的辦法。黑傘水母在遇到緊急情況時(shí)會(huì)噴發(fā)出螢光光幕來分散敵人的注意，贏得逃生的時(shí)間；有些魷魚的腕足很長(zhǎng)，腕足末端可以發(fā)光，在逃不掉的時(shí)候可以放棄發(fā)光的腕足以誤導(dǎo)敵人保全生命。

深海發(fā)光動(dòng)物

世界大洋平均3700米深，而有光帶不到200米，因此海洋的95%是在“永久的黑暗”里。這種環(huán)境必然影響生物的演化，比如深海既然永久黑暗，眼睛就成了累贅。蝦是鮮蹦活跳的動(dòng)物，不但有突出的眼睛，有的還長(zhǎng)有眼柄。但是到了大西洋中脊二三千米的深處，有一種盲蝦就不長(zhǎng)眼睛，密密麻麻“盲目”地?cái)D在熱液口附近。它們背上長(zhǎng)著兩塊能夠感光的斑，用來感知熱液。深海熱液本身不發(fā)光，但是有高溫就有熱輻射。大西洋盲蝦吃細(xì)菌，依靠熱液區(qū)化學(xué)合成營(yíng)養(yǎng)的細(xì)菌為生，盲蝦通過背上長(zhǎng)的感光區(qū)來感知熱液，以便和熱液保持適當(dāng)?shù)木嚯x。

這種不靠陽(yáng)光靠熱液、不靠氧靠硫的生物群，在深海海底，構(gòu)成了一個(gè)“黑暗食物鏈”，與依靠太陽(yáng)、以光合作用為基礎(chǔ)的“有光食物鏈”相對(duì)應(yīng)。

宏觀地說，在化學(xué)元素周期表里，有光食物鏈靠的是氧，黑暗食物鏈靠的是硫；在能源產(chǎn)生的物理機(jī)制上，有光食物鏈靠的是太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變，黑暗食物鏈靠的是地球內(nèi)部的核裂變。

兩個(gè)生物圈涇渭分明：一個(gè)光亮一個(gè)黑暗，一個(gè)氧化一個(gè)還原，一個(gè)靠光合作用一個(gè)靠化學(xué)合成，一個(gè)靠外來的太陽(yáng)能一個(gè)靠地球內(nèi)部能量。能不能再添上一項(xiàng)：一個(gè)常溫一個(gè)高溫？錯(cuò)！常溫之下，也有黑暗食物鏈。冷泉和熱液一樣，能支持化學(xué)合成生物群。

深海的發(fā)現(xiàn)，挑戰(zhàn)了生物圈的基本概念——太陽(yáng)能和光合作用才是一切生命活動(dòng)的根源。如果我們?cè)龠M(jìn)一步放開時(shí)空視野，就有另外一個(gè)重要問題：這些深海中的生物從哪里來？我們?cè)谏詈Ｖ锌吹降纳汉鳌⑷湎x、貽貝、蛤類、螺類、螃蟹、藤壺等，都和淺海，甚至潮間帶見到的類型相近，并不是深海特有的門類。由此推想，現(xiàn)在生活在熱液、冷泉、深海海底的生物，是從海洋上層遷移進(jìn)入深海，然后適應(yīng)深海環(huán)境繼而繁榮的。進(jìn)一步推論，它們可能是在顯生宙五六億年來五次生命大滅絕中，從上層淺海逃到深水避難，遂形成了現(xiàn)在的深海生物群。

（白龍堆摘自上?？萍冀逃霭嫔纭渡詈\說》一書，本刊節(jié)選）