生命，会自己找出路

“Woods Hole”海洋协会推出用来取代Alvin潜水器的水下航行器。

目前人类的科学再发达，面对浩瀚无边的宇宙，仍有很多的谜是我们无法解开的。“生命从哪来”对人类来说，一直是个谜，随着科学的发展，关于“生命”的谜底，是否将逐渐解开？

在纷繁的生命现象中，有很多是人类难以完全掌握和理解的谜。如何定义生命？生命存在的条件有哪些？生命能够存在的范围有多大？所有这些问题的答案也都随着人类对生命认识的变化而发生着微妙的改变。

就生命存在的条件、范围而言，科学家们已经发现远比我们原先理解的要复杂得多。

根据“Woods Hole”海洋协会所出版的《海洋之神》（Oceanus）杂志报导：科学家在人类意想不到的艰困地区，发现许多微生物的存在。这无疑打破了我们预设的框架，真可谓世界之大，无奇不有。

一九九一年，科学家乘阿尔文（Alvin）潜水器探测海底，结果发现了一些意想不到的事情。

当人们驾驶潜水器到达了一个不久前发生过火山爆发的海底，当地的景象让他们惊讶不已，该处四周是浓密的白色岩层。这些东西由硫磺与微生物所组成，在距离海底三十公尺的水体中漂流着，海底同样被十公分厚的白色岩层所覆盖着。这些大量的微生物岩层不是在海里产生，而是火山爆发后从海床以下冒出来的。

到处都存在生命”

这个发现对于科研人员来讲绝对是一个观念上的冲击。在黑暗、炎热又缺氧的海底裂缝与缝隙里，有大量的微生物在极端困难的环境里繁殖。其数量之多，超乎想像。这样的事实在过去是很难被接受的。那样的环境根本不应该有生命存在。

另据二零零八年七月二十日发表在《自然》（Nature）杂志上一篇论文称，用相当于碳的重量来计算，有九百亿吨的微生物存在于海底下面的深层生物圈里，它约为地球热带雨林含碳存量的十分之一，其数目之大令人惊讶。这些发现冲破了先前的狭隘观念，我们开始认识到，在适合人类的生存环境之外，照样有许多生命体的存在。

在过去十年中，科学家们开始拟定新的计划，探测地底下的生命，也就是所谓的地表下生物圈。近几年来，他们发现了许多位于地表以下的生物圈，这证实了微生物学家贝泽林克（Martinus Willem Beijerinck）曾经说的：“到处都是生命，不同的环境有不同的生命。”

那么在地下生物圈中会有甚么样的生物？它们生活的区域有多深？在那样的环境中它们能活多久？在没有阳光的条件下它们能适应多久？

推广开来问题就更多了。这个生物圈对海洋与我们的整个星球有甚么影响？这些顽强的生物在地球物种的历史上扮演甚么样的意义？它们对我们致力于寻找其他星球上的生命探索有何启示？所有这些问题都是值得研究的新领域。

不靠阳光、自立自强的微生物

一九七七年人们在海底热泉开口发现的生命，这使我们了解太阳能、氧气、有机物质与光合作用不是生命生长的唯一方式。有些生物不依赖太阳的能源，而是利用化学合成的作用而生长。

它们利用无机的化学物品，诸如氢与硫化氢，而不是有机物质与二氧化碳作为能源。地热的能源可以催化出化学反应，在岩石与海水里产生维持物种生存的化学物质，至于水，则仍然是不可或缺的要素。

至于在海床或地表以下更深的地方，我们会理所当然的认为那里的情况更加险峻，生命会更加稀少甚至绝迹。但过去十年来，科学家发现了许多地表下的微生物，在各种情况下生存，诸如：深海沉积物掩盖下、热洋地壳的裂缝里、极地冰冻的土壤、地下深坑的内部等。

研究人员从南极的冰层中发现了被冰冻的细菌。

Alvin潜水器释放机械探测器。
 

这些地方，有些的物种已经适应各种极端困难的情况，包括高气压、高低气温、稀有或有毒的化学物质与矿物，以及必要养料的缺乏。

些物种在极端的情况下开拓其他物种无法繁衍的环境。这对人类探测外星生命有相当大的启迪作用，它似乎揭示生命到处都存在，不同的环境有不同的生命。

Arcobacter聪明的求生之道

让我们再回到一九九一年阿尔文号的探险。科学家发现了白色微生物硫磺岩层群。这种物群是由一种细菌所产生，人们后来称之为“Arcobacter”。“Arcobacter”生存在低氧的情况下，藉着硫化氢的新陈代谢获得能量。新陈代谢的结果，细菌很灵巧的把硫磺以固体的白细丝排泄出来。

许多细菌群凑在一起，会制造平行线相交的细线团。面对流动的地表下热液水流，这些细线团可以协助细菌固定在岩石表面，正好适合“Arcobacter”细菌滋生，在海洋地壳所渗透的热液里，那里的氧气稀薄，而硫化氢的含量甚高。在这种情况下“Arcobacter”尽情吸取大量的二氧化硫热液，比依赖氧气的细菌存活得更好。

其结果是，这些通过火山喷发释放出来的细菌团也可能覆盖在热液通口周围，吸引其他的生物如Alvinella管形蠕虫在该处生存发展。如果我们进一步观察栖息地，会发现Arcobacter菌在浅的沉积物里，也同样能产生深海通口一样的硫磺细线。

微生物惊人的适应力几乎到处可见。一九九一年世界科学家小组探索世界各地的海底火山区，结果在奈米比亚海岸的沉积物，发现一个最大的细菌团。它们以硫化氢维生，靠硝酸盐来呼吸。

这种细菌称之为“Thiomargarita”，其个头足足有七百五十微米（正常的细菌只有一至二微米），大到用肉眼就可以看到。这打破了我们传统的认知，以为细菌不可能会这么大。它们的体积大是因为细胞里有一个大液泡。它们与海底热泉口的微生物一样，当氧气缺少时仍能存活一段时间。这很像我们利用水肺箱里储存氧气，而得以在水里继续生存。

极端艰困挡不住生命足迹

前面讲到的“Arcobacter”与“Thiomargarita”还只是细菌在较浅的地表下适应良好的例子。

不过，近年来的研究还发现在更深地表下有一些独特、前所未知的微生物栖息地。

有一些初次在地下深水源所发现的病原体与有毒化学物质，引起人们的关切。调查团体在南非三公里深的金矿区岩石裂缝采集地下水，发现深层的大陆地壳含有丰富多样的微生物。

二零零零年时，宾州West Chester大学的研究人员声称，在新墨西哥州地下六百一十公尺古老的盐矿床发现有最老的微生物存活。这个微生物陷在一个具有两亿五千万年光景、微小的盐水晶矿囊里。研究人员表示，在恐龙绝迹六千五百万年后，它成为休眠状态，等待适当时机“苏醒”其遗传机制，重新成长繁衍。

在北极与南极，科学家在长年摄氏零下十度以下、两百至三百万年的地表下永冻土壤，发现活的微生物。此外，在深达五百公尺的海洋岩心也发现大量活的微生物，他们的生命恐怕超过一千万年。

海底热喷泉口附近的生物。

奈米比亚海岸发现的世界最大微生物Thiomargarita。
　

生物生存的极限条件由一系列物理与化学因素的组合所定。一般而言，压力因地表下深度的增加而增加。但是有报导说，在所发现的生命里，其生存受深度的增加而压力的影响减小，而温度的增加才是主要的限制因素。不过现在尚难以确知，生命存在的最大温度极限是多少。

在海底热泉喷口，极高的温度所形成的环境，使喜欢超高热的微生物得以繁衍。迄今为止，麻萨诸塞大学的科学家在二零零三年发现微生物生存的最高温度是摄氏一百二十度，但大致上科学家都同意，生命可以在摄氏一百四十度至一百四十五度间存活。

一九九零年代中期，科学家在北海与阿拉斯加地下三公里深的热油槽发现奇怪的超耐热微生物。过去石油制造业一直认为这种损害、污染石油的微生物是从外面传进油井的。但事实上，它们是在石油的有机物里面自然产生的。

这些新发现促使我们了解生命的极限，并了解在哪些范围找到他们。目前科学界所知最大的生物圈在深海，它占地球生存空间的百分之八十。不过，随着对海底以下生物圈研究的深入，这种说法可能要大打折扣了，因为最大的生物圈不仅只在深海了，而要包括了海底之下。

土星上出现有机生命？！

科学家们认为，人类或许永远无法确定生命在地球的起源，但是，对生命力在困难情况下生存的了解掌握，将进一步引导我们研究外太空的生命。根据目前从火星所得到了的新证据显示，美国航空航天局（NASA）宣称火星上曾经有水，甚至也可能像新墨西哥州的海水一样有盐矿床。

NASA科学家在二零零八年七月三十日称，美国卡西尼飞船的最新观测数据表明，在土星最大的卫星－－土卫六表面发现了液体。

土卫六是太阳系内除地球之外第二个表面发现液体的星球。土卫六上的大型湖泊中至少有一个充满了液态碳氢化合物，而且可以肯定这个湖泊中含液态乙烷。

土卫六上可能孕育生命吗？背景金黄星球为土卫六。

最近美国航天局宣称证实在火星曾经存在水。
　

《海洋之神》杂志报导，在地球洋底火山或热喷泉口的周围地表下，有可能是某些生物的起源之地，因为它的环境似乎具备产生化学反应的要素，有制造有机生物的基本条件。众所周知，乙烷在合适的化学反应条件下可以生成更高级的有机物质。那么如果推测土卫一个湖泊中所含液态乙烷，在适当环境下生成制造有机生物的基本条件，似乎不是天方夜谭，只是等待科学进一步证实而已。

木星的卫星欧罗巴（Europa）可能存在许多火山，在其冰封的表面之下可能存在具有热喷泉活动的海洋。这样一来，我们或许可以用在地球上研究火山以及海底喷泉周边生命的方法和技术工具，去探寻外星生命的存在。◇

生命，会自己找出路