帶上科技的“眼鏡”，去地下世界看看

尹丹

在大家以往的認知中，地球上的生物主要棲息于地球外層地殼及以上部分，因為一些生物的生長、發(fā)育、生存、繁衍需要陽光和雨露等。

那么，在黑暗、無氧、高溫、高壓的環(huán)境下，是不是就沒有生命存在呢？

當然不是。已經有研究發(fā)現，在地下深處有大量的生命存活，專家稱其為“地下生物圈”。這個生物圈的主角就是微生物，它們的生存不依賴太陽能，而是利用地球內部的熱能來合成它們需要的各種有機物。

現在，就讓我們帶上科技的“眼鏡”，去看看神秘的地下生物圈吧！

生物圈是指地球上存在生命活動的地域的整體。所謂地下，主要指植物根系以下，距離表層土壤約8米深的空間，而深部地下常指地表180米以下乃至1 000米以下的空間。深部地下通常是缺乏光照、高溫、高壓、缺氧，并且含水量極低的惡劣環(huán)境，因此在很長時間里，人們都認為那里不可能存在生命。然而，隨著科學技術的發(fā)展，越來越多的證據表明，在地殼深處存在一個我們至今知之甚少的獨特深部地下生物圈。

為了研究地下生物圈中微生物的情況，日本在岐阜縣土岐市東濃地球科學中心的東濃礦山坑道專門設置了一個實驗室?？茖W家研究發(fā)現，地下的溫度會隨著深度的增加而升高，從地表往下每增加1 000米深，地溫可上升20℃至30℃。專家估計，地下生物生存的最高溫度可達120℃至150℃，由此判斷，在距地下5 000米深的地方仍是微生物可能生存的環(huán)境。大家都知道，陸地上的生物圈再多也只有30米至100米的厚度，而占地球表面70%的海洋，其平均水深也不過是3 800米。由此可見，地下生物圈何其巨大。而且以此來估算，地下微生物的總重量約為160億噸至240億噸，這些數量龐大的生命體組建了一個比人類世界還巨大的黑暗世界。也就是說，這是地球上至今尚未開發(fā)的巨大生物圈。

地下生物圈的生物是怎么生存下來的呢？地下生物圈不僅巨大，還是全新的“另一個世界”。在近年來的研究中，科學家利用礦井與鉆井對全球各地地表下5千米、海洋下10千米的微生物圈進行了研究，利用顯微鏡設備將這個隱藏了數億年的地下世界放大了數萬倍，通過對這些微生物的DNA測序，發(fā)現在這個空間內生存著比地球表面更多種類的微生物。據科學家粗略計算，在地球的地下至少生存幾十億立方米的微生物，它們通過進化出各種各樣的神奇“武器”，在殘酷的地下頑強生存下來。它們已經適應了長久居住在地下的生活，在這種極端環(huán)境下的忍耐能力和適應能力已經遠遠超出人們的理解范圍。

大家都知道，充足的太陽光能是地表上生命生存的必要條件，而在地下5千米、海洋下10千米這個范圍內，很難有陽光照射進來，所以生活在這個范圍的生物就沒有大量的能量來源，而一旦沒有太陽帶來的能量，這些微生物又是靠什么存活至今的呢？科學家發(fā)現，在這個范圍內存活的微生物以細菌、古生物和真核生物為主，它們由于體積小，大約只有1微米，所以在地下的巖石等縫隙中幾乎可以存活一個種群。它們將氫、甲烷、硫化物等氧化，從而獲得化學能量，合成有機物來維持生命，地底巖石里的二氧化碳、硫酸、硝酸、鐵、錳等物質就是天然的氧化劑。換言之，這些微生物已經適應了依靠二氧化碳與氫元素為主的生活，依靠彼此不同的進化成果，相互依存，頑強生存。像這樣獲得化學能量制造出自己的有機物身體的生活方式，稱為“靠地球為生”的生活方式。

人類為什么要研究地下生物圈呢？科學家調查研究這些居住在不依靠太陽光的能量、僅靠來自地球內部能量生活的地下微生物，可以知道地球上的生物到底有多少種生活方式，它們在什么樣的條件下能夠孕育生命；了解它們生存環(huán)境的極限，很可能會因此獲得探索生命共同祖先，甚至生命起源的線索；通過深入分析，還可以獲得宇宙最早的生命分支結構。此外，從這些棲息在特殊環(huán)境下的微生物中，科學家有可能發(fā)現具備分解有毒物質或合成有用物質機能的微生物，一旦發(fā)現這類微生物，就可以把它們應用于醫(yī)學等領域，造福人類。

地下生物圈是地球上尚未開拓的廣闊疆域，讓我們帶上科技的“眼鏡”，去地下世界看看，了解地下生物圈，也許可以探尋一下千百年以來我們的未解之謎：人類從哪里來？到哪里去？