向陽紅10船“偷拍”到了什么？引發(fā)科學(xué)家如此關(guān)注！
3月中旬，“向陽紅10”船在毛里求斯路易港完成各項交接任務(wù)和生活補給后又起航了，執(zhí)行中國大洋49航次第三航段科考任務(wù)。剛起航不久，海底攝像拖體就有所斬獲。它最新獲取的一張海底照片“抓拍”到的東西疑似海底熱液生物殘骸，這讓“向陽紅10”科考船上的研究人員激動了一把。中國大洋49航次第三航段首席科學(xué)家鄧顯明表示，下一步將到“抓拍”地點進行采樣，進一步驗證照片上的內(nèi)容物。
一張生物殘骸，為什么能勾起科研人員的興趣？海底熱液區(qū)的生物竟有如此重要？原來，海底熱液區(qū)生物是尋找海底熱液區(qū)的重要線索，同時，它們本身就自帶神秘“光環(huán)”。
幾千米的海底，不可能有任何光合作用存在，這些生物是如何出現(xiàn)的？靠什么存活？
中國大洋49航次第三航段生物組組長王躍云博士把海底熱液噴口附近的生物群落稱作“黑暗生物圈”?！瓣懙厣系纳到y(tǒng)依靠綠色植物的光合作用支撐，而熱液區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)則來自化能自養(yǎng)細(xì)菌的化能合成過程?！蓖踯S云說。
海底熱液噴口通常位于地殼比較活躍的地帶。在這里，海水沿著縫隙滲透到地殼深部，被加熱后會溶解巖石中的硫化物和金屬元素，形成所謂的熱液。高溫的熱液又順著縫隙往上涌，從熱液噴口噴出。熱液中的特殊化學(xué)物質(zhì)就成了一些微生物的食糧。
王躍云說，這些微生物可以憑借體內(nèi)特殊的酶發(fā)生生化反應(yīng)，將無機物轉(zhuǎn)化為可利用的有機物，因此被稱做化能自養(yǎng)微生物。它們是最底層的生產(chǎn)者，為其他的多毛類、雙殼類、腹足類、甲殼類等生物提供了基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)和能量，從而形成一個比較完整的生態(tài)系統(tǒng)。
但是熱液噴口附近，不止是黑暗。被巖漿加熱的海底熱液，在噴出時溫度高達(dá)三四百攝氏度。且熱液中高濃度的金屬元素和硫化物，對許多陸地生物而言是含有劇毒的。熱液噴口的微生物，就是在這樣高溫、高壓、劇毒的極端環(huán)境之中生存的。不但如此，資料顯示熱液噴口附近的生物密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其周邊地區(qū)。
中國大洋49航次首席科學(xué)家陶春輝說，他曾在2008年乘蛟龍?zhí)栂聺摰胶５?，并在熱液噴口附近采集到一種管狀蠕蟲?！拔以诖募装迳嫌^察這種管狀蠕蟲，它長得非常漂亮，但是像一種塑料管。沒有見過它的人會認(rèn)為它不是一種生物?！碧沾狠x說。
在王躍云看來，深海熱液區(qū)生態(tài)系統(tǒng)最有意思的地方在于它們的形成、維持和消亡過程。
“熱液區(qū)噴口附近的生物群落，有的剛剛形成，有的正在繁盛，有的正在衰落?！蓖踯S云說，它們隨著熱液噴發(fā)活動的開始而逐漸興盛，熱液噴發(fā)活動一旦停止，依附于它的生物群落也將逐漸消亡。而熱液噴發(fā)活動維持時間長短不一，短則幾年，長則幾十年。
在不同海區(qū)，熱液噴口生物群落也有很大差異。王躍云介紹，比如在東太平洋海隆熱液區(qū)有一種大型的巨管蠕蟲多毛類生物，至今在西太平洋、大西洋、印度洋均尚未發(fā)現(xiàn)。而印度洋熱液區(qū)生存著一種鱗腳腹足類生物，是印度洋熱液噴口的特有物種。中國大洋科考曾經(jīng)采集了不少這種生物樣本。
海底熱液噴口附近的生命現(xiàn)象讓科學(xué)家對生命起源有了更多思考。關(guān)于生命起源，“熱湯假說”認(rèn)為，在生命形成早期，原始海洋就像一鍋熱氣騰騰的濃湯，其中溶解了各種化學(xué)物質(zhì)。高溫為化學(xué)反應(yīng)提供了條件，無機小分子逐步形成有機大分子，大分子逐步形成早期生命物質(zhì)。
反過來看現(xiàn)代海洋的熱液區(qū)，高溫、高壓、充滿多種無機小分子的環(huán)境與“熱湯假說”如此之吻合，它無疑為我們思考生命起源提供了更多啟發(fā)。