海底攝像拖體最新獲取的一張海底照片，讓“向陽(yáng)紅10”科考船上的研究人員激動(dòng)了一把——這張照片“抓拍”到的東西疑似海底熱液生物殘骸。

中國大洋49航次第三航段首席科學(xué)家鄧顯明27日告訴記者，下一步將到“抓拍”地點(diǎn)進(jìn)行采樣，進(jìn)一步驗證照片上的內容物。

海底熱液區生物之所以能勾起科研人員的興趣，不僅因為它們是尋找海底熱液區的重要線(xiàn)索，還因為它們本身就自帶神秘“光環(huán)”。

靠化學(xué)能撐起的生命系統

站在“向陽(yáng)紅10”船的甲板上眺望大海，除了覓食的海鳥(niǎo)，難得一見(jiàn)其他生命跡象。在熱液噴口被發(fā)現之前，人們也曾認為深海之下幾近荒蕪。

1977年美國的“阿爾文號”載人深潛器在2500米深的海底發(fā)現，熱液噴口附近竟然生長(cháng)著(zhù)密密麻麻的生物。在海平面200米以下，就已是黑暗的領(lǐng)地。幾千米的海底，更不可能有任何光合作用存在，這些生物是如何出現的？靠什么存活？

中國大洋49航次第三航段生物組組長(cháng)王躍云博士把海底熱液噴口附近的生物群落稱(chēng)作“黑暗生物圈”。“陸地上的生命系統依靠綠色植物的光合作用支撐，而熱液區生態(tài)系統的基礎則來(lái)自化能自養細菌的化能合成過(guò)程。”王躍云說(shuō)。

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(zhù)縫隙滲透到地殼深部，被加熱后會(huì )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(zhù)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。

王躍云告訴記者，這些微生物可以憑借體內特殊的酶發(fā)生生化反應，將無(wú)機物轉化為可利用的有機物，因此被稱(chēng)做化能自養微生物。它們是最底層的生產(chǎn)者，為其他的多毛類(lèi)、雙殼類(lèi)、腹足類(lèi)、甲殼類(lèi)等生物提供了基礎營(yíng)養物質(zhì)和能量，從而形成一個(gè)比較完整的生態(tài)系統。

以高溫、高壓、劇毒環(huán)境為家

熱液噴口附近，不止是黑暗。

幾千米深的海底，高壓自不必言。被巖漿加熱的海底熱液，在噴出時(shí)溫度高達三四百攝氏度。而且熱液中含有的高濃度的金屬元素和硫化物對很多陸地生物而言是劇毒的。熱液噴口附近的微生物就生長(cháng)在這樣高溫、高壓、劇毒的極端環(huán)境之中。

不但如此，熱液噴口附近的生物密度遠遠高于其周邊地區。據曾志剛編著(zhù)的《海底熱液地質(zhì)學(xué)》一書(shū)介紹，東太平洋海隆熱液區，有種蠕蟲(chóng)直接棲息于活動(dòng)的熱液噴口表面，種群密度高達每平方米500多個(gè)。在西太平洋深海噴口附近，橈足類(lèi)動(dòng)物的密度可達每平方米6.4×104個(gè)。

目前科學(xué)家已在全球大洋范圍的熱液噴口發(fā)現數百種生物，而且還不斷在這些生態(tài)系統中發(fā)現新奇而獨特的物種。去年5月份，中國科學(xué)院海洋研究所研究人員就宣布在西太平洋馬努斯弧后盆地水深1740米的熱液區發(fā)現了軟體動(dòng)物腹足類(lèi)一新屬種。

中國大洋49航次首席科學(xué)家陶春輝告訴科技日報記者，他曾在2008年乘“蛟龍號”下潛到海底，并在熱液噴口附近采集到一種管狀蠕蟲(chóng)。“我在船的甲板上觀(guān)察這種管狀蠕蟲(chóng)，它長(cháng)得非常漂亮，但是像一種塑料管。沒(méi)有見(jiàn)過(guò)它的人會(huì )認為它不是一種生物。”陶春輝說(shuō)。

熱液噴口難道是生命起源之地？

在王躍云看來(lái)，深海熱液區生態(tài)系統最有意思的地方在于它們的形成、維持和消亡過(guò)程。

“熱液區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。”王躍云告訴記者，它們隨著(zhù)熱液噴發(fā)活動(dòng)的開(kāi)始而逐漸興盛，熱液噴發(fā)活動(dòng)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(dòng)維持時(shí)間長(cháng)短不一，短則幾年，長(cháng)則幾十年。

據記載，1991年4月“阿爾文號”載人深潛器在位于東太平洋海隆的一處海域調查熱液活動(dòng)時(shí)，沒(méi)有在熱液噴口附近發(fā)現生物群落。1992年3月，“阿爾文號”再次來(lái)到該海域時(shí)，發(fā)現很多噴發(fā)裂隙已被大量長(cháng)達30厘米的管狀蠕蟲(chóng)所占據。

在不同海區，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有一種大型的巨管蠕蟲(chóng)多毛類(lèi)生物，至今在西太平洋、大西洋、印度洋均尚未發(fā)現。而印度洋熱液區生存著(zhù)一種鱗腳腹足類(lèi)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(shuō)”認為，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)反應提供了條件，無(wú)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(guò)來(lái)看現代海洋的熱液區，高溫、高壓、充滿(mǎn)多種無(wú)機小分子的環(huán)境與“熱湯假說(shuō)”如此之吻合，它無(wú)疑為我們思考生命起源提供了更多啟發(fā)。（科技日報“向陽(yáng)紅10”船3月27日電）