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2012年 ， 加拿大导演詹姆斯·卡梅隆乘坐“深海挑战者号”潜水艇抵达了地球上已知的海洋最深处 。 在此期间 ， 科学家们发现 ， 深海岩石上有一种疑似细菌群落的东西 。
地球上有着许多极不宜居的角落 ， 比方说酸性温泉 ， 令人窒息的地下洞穴 ， 或者是有着上千万年历史的海底岩石 。 无论何时 ， 科学家都能够从这些地方发现适应了极端生存环境的微生物 ， 从而找到生命迹象 。 如今 ， 深潜至马里亚纳海沟底部的“深海挑战者号”考察队的研究显示 ， 深海圈层也可以为多种有机物的形成提供有利环境 。
当科学家使用一台机器人着陆器探索马里亚纳海沟的局部——Sirena深渊时 ， 他们在此发现了附着在岩石上的一些东西 ， 这被认为是微生物群落大量繁殖的证据 。 微生物和更大一些的有机物——例如虾状端足类动物此前已经在马里亚纳海沟被发现过 。 但是 ， 这些新发现的微生物不像其他在这种深海环境里生存的生物那样需要靠着落入海底的死亡生物残害来存活 ， 它们依靠的似乎是海底岩石和水发生化学反应所产生的有机物 ， 考察队将这一研究发现发表在了期刊《深海研究》上 。
由于不需要依靠任何浮游生物就能存活 ， 这些覆盖在坚硬岩石表面的绿色的、毛茸茸的地垫似的东西也许可以为了解外太阳系的卫星深海中存活的生命形式提供线索 ， 譬如木卫二或者土卫二 。
“这是对距离我们亿万英里以外可能存活着的生命的一瞥 ， 也可能是对40亿年前生命形式的一次回望 。 ”文章的合著者、电影制作人、国家地理探险家詹姆斯·卡梅隆在邮件里说道 。
这种新发现的微生物可能是人类迄今发现的地底最深的化学合成菌落 ， 它们依靠着海平面以下6.5英里发生的地质作用产生的微小分子存活 。 凯文·汉德是NASA的一名天体生物学者 ， 同时也是一名国家地理探险家 。 他是这项新研究的第一作者 ， 他指出：“对于这种在海洋中最深、最暗、压强最大的区域中存活的微生物生态系统的发现对我们在木卫二找到潜在宜居地具有指导意义 。 ”
然而 ， 汉德和其他的专家也发出了提醒 ， 这一基于海底照片、海水与沉积物样本的发现还需要通过从这种纤维状物质上采集样本才能确认 。
宾夕法尼亚州立大学的地质生物学家Jenn Macalady提到：“他们实际上并没有从那个微生物群落中采集样本 。 ”她也指出了一些在水下洞穴中被发现但没有出现在这一新研究中的微生物群落 。 这些微生物与新发现的在外在形态上十分相似 。 不过这些绒毛状小块极有可能是有生命的 。
“我在很多地底黑暗环境下见过与它相似的东西 ， 这种物质跟我再加勒比海被淹的洞穴里看到的黏泥简直一模一样 。 ”她说 。
海底之旅
在西太平洋关岛附近 ， 马里亚纳海沟是位于板块构造缝上的一条弯曲海沟 。 这条构造缝是由巨大的太平洋板块向西俯冲至较小的马里亚纳板块之下而形成的 。 这条海沟底部在海平面以下的深度大于珠峰在海平面以上的高度 ， 要在这种地方存活 ， 必须经受无穷无尽的黑暗 ， 刚刚超过冰点的温度 ， 还有比地表高1000多倍的压强 。
汉德和卡梅隆在2012年随着美国国家地理出资组织的探险队来到马里亚纳海沟的海面上 。 在这段旅程中 ， 卡梅隆成为了单独下潜至马里亚纳海沟最深处——挑战者深渊——的第一人 。 在海沟底部 ， 也就是海平面以下35787英尺的地方 ， 他目睹了一幅实在是平淡无奇的景色 ， 那里漂浮着大量米色的沉积物和零星的生命迹象 。
卡梅隆说：“在‘挑战者深渊’我没找到多少肉眼可见的生命 。 ”不过 ， 在此之后的同一次考察中 ， 这支队伍在Sirena深渊释放了一台可远程操控的电话亭大小的着陆器 ， 这个深渊是紧邻挑战者深渊的马里亚纳海沟的另一部分 ， 它的深度达到了35029英尺 。 选择这一个深度排名第三的地点为目标着陆点有几个原因：它处于地震活跃状态 ， 有潜在的火山活动 ， 以及由于洋流的关系比海沟中其他地方具富有营养物质 。
同时 ， 这些特质也说明Sirena深渊也许可以孕育出“一个比马里亚纳海沟中其他部分更具有活跃性的生物存在 。 ”Patricia Fryer来自夏威夷大学 ， 是这项研究的合著者之一 ， 曾对这部分海沟有过深入研究 。
深海中的化学反应
【马里亚纳海沟|木卫二上有生命迹象吗？证据在哪儿？】着陆器停留在了海沟中的一处斜坡上 ， 其搭载的摄像头为人们揭开了海沟底部附近除了浑浊沉淀物以外的第一幕景象——一堆岩石 。 既不是由沉积物形成的露出地表的岩层 ， 也不是从海边悬崖上剥落的岩堆 ， 这些岩石不论如何都应该形成于地幔中温度极高的地方 ， 并且是被地壳运动推挤上来的 。
“直到这次下潜 ， 我们才掌握了一些位于这个深度且产生于此处的岩层和岩砾的情况 。 ”汉德说 ， 这件事如此重要的原因在于：我们想要了解在海沟深处存在的可能对微生物生态系统有帮助的地质上或者地球化学上的环境因素 。
没有用于光合作用的光线 ， 深海中的微生物有几种让自身存活的办法 。 “比如有一种办法就是成为一个回收者 ， 去嚼食其他生物产生出来的东西 ， 这些东西可以是从阳光照射到的海水表层飘落下来的；另一种办法就是靠着岩石和溶解在水中的物质存活 。 ”Macalady说 。
几十年前 ， 科学家就在在马里亚纳海沟发现了第一种微生物 ， 但是这一新研究为以岩石的化学反应为生的其他形式的生命提供了线索 。
地球上的无数洞穴和黑暗角落里 ， 富含铁、镁元素的岩石会和海水发生一种蛇纹石化反应 ， 这种化学反应被证明为有加速微生物新城代谢的作用 ， 并且可以产生出少量的热能 ， 以及像甲烷和氢的混合物 。 而这种混合物又可以为微生物的代谢供能 。
“细菌群落依靠蛇纹石化反应存活是一个全新的发现 ， 它们甚至可以在太阳供能生物所不能存活的地方延续生命 。 ”卡梅隆说 。
这支探险队从位于Sirena深渊的岩石上发现了蛇纹石化反应的清晰证据 ， 且掌握了海水的化学成分和可目测的岩石本身的改变 ， 因此 ， 在此处存在微生物所需的那种能量来源似乎也合情合理 。 “虽然在这个位置的极大压强已经高到足以毁掉一艘军事潜水艇 ， 微生物们却完全不用理会 ， 因为它们实在太小了 。 ”Penelope Boston是来自NASA Ames研究中心的天文生物学家 ， 他本人并没有参与此次研究 。
有生命迹象的图景
当
科考队放大细看来自着陆器的图片时 ， 有些非常奇特的东西映入眼帘：有一种发绿的、悬垂着像手指般的丝状物附着在岩石上 。 他们怀疑这种集聚是一种微生物席——一种主要由细菌和古细菌组成的多层席状群落 。
“我们一开始将其描述为Sirena深渊里的长胡子掩饰 ， 因为它看起来就像是海底多年的胡须 。 ”汉德说 。
该研究团队推测 ， 如果这些物质真的是微生物席 ， 它们仅靠蛇纹石化反应的副产品就能独立存活 ， 在这一点上 ， 它们与地球上最初的生命形式非常相似 ， 或者说和木卫二上的冰下海洋中可能存在着的微生物有相似之处 。 汉德表示 ， 在木卫二上 ， 虽然冰洋延伸到了100英里深 ， 但比地球更小的引力也意味着其海底的压强和地球海底的压强差不太多 。
“Sirena深渊的发现为我们在其他星球的海洋中进行探索提供了许多参考 ， 但这仅仅是第一次的惊鸿一瞥”卡梅隆说 ， “从研究地球深渊的过程中 ， 我们可以学习如何建造满足探索外星深渊所需的工具 。 ”
位于马里亚纳海沟的这种目前假定存在的微生物 ， 它甚至可能是海底食物链的基础 ， 汉德说道 ， 这些微生物也可以是其他生物的盘中餐 。 比如虾状端足类动物 。 可是 ， 没有取得那些毛绒状物的样本 ， 科学家还无法断定那些东西是活着的 。
“我花了很多时间去观察海底 ， 想着一个东西可能是这个 ， 或者可能是那个 ， 但我经常从相机的镜头或者舷窗中得出错误判断 。 ”美国伍兹霍尔海洋研究所的Julie Huber没有参与这项研究 ， 她说：“实物采集和挖掘样本是非常重要的 。 ”
由着陆器从海水中采集到的证据显示 ， 由大量的微生物出现在那块毛茸茸的岩石附近——这些物种在其他深海中也很常见 ， 包括红细菌科和希瓦氏菌属家族的成员 。
“马里亚纳海沟非常之深 ， 但它已经是海洋的底部了 ， ”Boston说 ， “所以 ， 这并不是一个我们完全陌生的海底 ， 它只是一个深一点儿的地方罢了 。 ”从微生物的角度看 ， 它应该是一个巨大的生存空间 。
作者: NADIA DRAKE
FY: 蒹葭又叫芦苇荡
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