深海的生命綠洲
科學家通過深海考察,在太平洋加拉帕戈斯群島之東南320公裏,深度為2600米的海底火山附近,發現有不靠陽光生存的動物。陽光最多能到達海平麵下100—300米,那裏是一片漆黑,但卻有大量長達1米的蠕蟲(像水族箱的管蟲)和30厘米大的巨蛤。另外,還有一些淡黃色的貽貝和白蟹。
另一次深海科學考察中,在離南加利福尼亞150海裏的海底火山口,深度同是2600米的地方,科學家除了再次發現上述各種生物外,還發現了一種長得很像白鰻的魚,這更是人類發現的第一種完全不依靠陽光生存的脊椎動物。這兩次驚人的發現,引起了科學家們的極大興趣:在沒有陽光的深海世界裏,這些生物為什麽能生存下來,而且長得越來越旺盛呢?科學家幾經研究,揭開了這個奧秘。原來,在海底的地殼移動時,產生了海底裂縫,當海水滲入這些裂縫,並在裏麵循環流動時,水溫便升高到350攝氏度左右。熱水把附近岩石中的礦物質(主要是硫磺)溶解出來,在高熱和壓力的作用下,和水反應合成硫化氫,培育惡臭和有毒的東西,這就是火山口附近一些生物的能量來源。
之所以如此,是因為蠕蟲、巨蛤或是貽貝,其消化係統大部分已退化,取而代之的是體內寄生著大量的硫細菌。這些深海生物和硫細菌兩者互相依賴,共同生存。一方麵,深海生物為硫細菌提供一個穩定的生活環境,以及合成營養的原料(硫化氫、二氧化碳和氧氣);另一方麵,硫細菌則通過一連串的化學作用合成營養(碳水化合物)來供應深海生物。這種情況,就好像陸地上植物的葉綠素,進行光合作用合成碳水化合物一樣。不同之處,隻是高能量的硫化氫取代了陽光。
但是,最令科學家迷惑不解的是,那些深海生物的體內存在著大量硫化氫,卻仍能如常生長。硫化氫對生物的毒性並不亞於人們熟悉的氰化物,它能取代氧氣和進行呼吸作用的酵素結合,因而能使生物窒息致死。研究人員已查出蠕蟲血液裏的血紅素,它除了有運載氧氣作用外,同時對硫化氫亦有極強的吸附力,從而防止硫化氫與進行呼吸作用的酵素結合,直接把硫化氫運往硫細菌寄生的器官中。而巨蛤體內則有一種特別分子去運載硫化氫,消除其毒性。至於其他深海生物的硫化氫“解毒”機製,則仍有待研究。
目前對有關深海火山附近生物的了解,雖然仍未完全,但已引起科學家的聯想:在一些擁有高能量物質的環境裏,例如含硫化氫和甲烷的沼澤,可能存在著類似的生物。由此看來,隨著科學的發展,這個沒有陽光的黑暗世界,終有一天會展現在人們的眼前。