地下深处生命丰富程度超想象 对找地外生命有启发

12月9日晚， “深碳观测台”（Deep Carbon Oberservatory, DCO）团队发布的一份报告，拓展了我们对于生命的认知，甚至让我们对太阳系的其他地方存在生命有了更高的期待。

 

DCO是一个由来自全球52个国家、超过1000位不同领域的科学家在2009年成立的国际合作团队，计划用10年的时间研究地球上碳的数量、迁移转化、形式、起源以及碳循环对世界的影响这一系列问题。今年是该计划的第9个年头，而12月9日晚发布的这份报告，让我们发现高温、高压、缺少阳光、氧气和营养物质的地下深处并不是一片死寂，恰恰相反，这里充满生机。

 

通过在全球各地海床、陆地钻探取样，科学家们发现在地下5千米的深度，仍然有生命存在。尽管生活在地下的大多数是微生物，但是这些微生物的总量却相当惊人，它们所含有的碳有150 - 230亿吨之多，是全体人类含碳量的245 - 385倍。

 

“可能地球上70% 的微生物都在我们脚下。所以，这会改变我们对于地球上哪里可以找到生命的想法，从大多数生命生活在地表，比如树木、鲸鱼和海豚，到大部分生命生活在地下。”参与DCO计划的美国田纳西大学的Karen Lloyd教授在接受BBC采访时表示。

 

DCO的这一发现将人们对生物圈的认知范围极大地向下延伸了，他们估计地下生物圈（deep biosphere）的范围可能有20 - 23亿立方千米，这几乎是地球上所有海洋体积的两倍。

 

生活在地下的微生物主要是细菌和古菌，它们有数百万种不同的种类，其中的大部分尚未被确认，也不清楚它们的特征。这些被潜藏在地下的、微生物界的“暗物质”，与地上的“亲戚”有着显著的不同。

 

由于地下没有阳光，也缺乏氧气，地下生物无法直接或者间接地利用太阳能，因此它们主要通过化能合成的方式从周围的岩石矿物中获取能量。有限的能量来源，让它们的新陈代谢几乎停滞，也不怎么运动，不过寿命却变得非常长，甚至能达数千年。

 

除了细菌和古菌，生活在地下的微生物还包括一些真核生物，比如生活在岩石缝隙中的线虫。

 

“探索地下深处就像在亚马孙雨林里探险。到处都是生命，到处都有超乎想象、不同寻常的生物，而且数量惊人。” DCO “生命深度”（Deep Life）协会的联合主席Mitch Sogin说。

 

发现这些深处地下的微生物，既拓宽了人类对生命的认知边界——关于温度、压力和能源对生命的限制，也极大地拓展了人类关于生命演化的视野——地下生命的基因多样性可能和地上相当甚至更高。而且在这样极端的环境下仍能有生命存在，意味着太阳系的其他地方也有可能有生命存在。

 

“我认为猜测其他行星和它们的卫星有生命存在是有道理的，特别是当我们在地球上看到在远离太阳的地下，生物能够通过岩石直接获取能量来维持机体的功能。”俄勒冈大学的Rick Colwell教授说。

 

在刷新人类对生命的认知边界的同时，这些埋藏在地下的大量微生物，也将刷新人类对地球碳循环的认识。在DOC的执行主管Bob Hazen看来，这些微生物在地球碳循环上扮演着重要的角色。

 

“如果不了解生命的多样性和影响，你就没办法理解地球上的碳。细胞让碳的流转起来——它们摄取碳，然后又把碳呼出去。在改造当地环境方面，它们的力量令人惊叹。尽管其他来源的碳在总量上远远比储藏在生命中的碳多，但是生命在地球碳循环方面有着非同小可的影响。” Hazen解释说。