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达尔文所指生命起源处:或是深海海底“黑烟囱”
人们手中拿着的,就是身长3米的管状蠕虫。
1871年,达尔文在一封信里这样写道:“生命最早很可能在一个热的小的池子里面。”后来,这个“热的小池子”被称做“原始汤”。但是由于当时条件限制,对于“原始汤”的研究一直没有进展。直到100多年之后的1977年,美国科学家在加拉巴戈斯群岛海底找到了它。
昨天,为纪念“物种起源”发表150周年,由省科协、南京地质古生物所主办的“达尔文与进化论”科学论坛上,同济大学汪品先院士介绍,30多年来,随着深海生物科研的不断深入,科学界认为:生命可能起源于深海海底热液形成的“黑烟囱”。
生命可能起源于“黑烟囱”
海底“黑烟囱”的发现及其研究是全球海洋地质调查近几十年取得的最重要的科学成就。1977年,美国“阿尔文号”深潜器潜到了加拉巴戈斯群岛深海,在那里测得深层海水高达8摄氏度,同时海底出现白色的巨型蛤类。这种反常的现象引起专家们的关注,到了1979年,“阿尔文号”又重新来到这里,并且还带了很多生物学家一同前往。正是这次的研究,揭开了“深海热液生物群”的神秘面纱。
科学家们发现,海底热液带出大量硫化物,遇水冷却后形成巨大的“黑烟囱”,约350℃的含矿热液从直径约15厘米的烟囱中喷出,与周围海水混合后,很快产生沉淀变为“黑烟”,
沉淀物主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿和铜-铁硫化物组成。这些海底硫化物堆积形成直立的柱状圆丘,称为“黑烟囱”。
近30年来,科学家在世界各地的大洋海底相继发现海底热液和“黑烟囱”,包括台湾东北角的龟山岛。并在“黑烟囱”旁发现很多生物,形成与人们常识迥异的生物群和食物链。最具有代表性的生物是3米长的管状蠕虫,这类蠕虫没有口腔和肛门,靠体内的硫细菌供给营养。个体大有利于一次性大量取食,也有利于迅速运动到达食物源,能够忍耐长期饥饿。
“黑烟囱”附近生物链的生存环境,与太古代生命起源时期类似。太古代时期没有绿色植物,没有光合作用产生的大量氧气。此外,光合作用也可能起源于热液的“黑烟囱”。科研人员在大西洋深海的“黑烟囱”,发现有一种虾的背上有感光区,能够感知蓝绿光线。另外,美国科学家在5000米深的海底曾关闭深潜器灯光5 分钟,在热液口发现光线。“这种光显然被最早的某一种生物利用了,这个时候光合作用效率高的优越性就显示出来了,把生物的演化往前推进。由此,我们说生命的起源很可能就是从海底的‘黑烟囱’开始的。”
海洋病毒堪比60个银河系
“其实,深海里不光有特大号生物,更重要的是,深海里还有无数的细菌,细菌通过化学作用吸取地热带出来的能量,形成各级生物链的营养源。”汪品先说,据统计,海底有90%的生物是微生物。而且最多的是病毒,如果病毒拉手起来游行,可以排60个银河系。这些微生物能够自己制造营养,过着自己的生活,有自己的生态。几十亿年来,正是它们,勤勤恳恳地耕耘了这个地球。
“土卫二”上或有地外生命
科学家此前,曾在“土卫二”上的