生物圈，人類知之甚少

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最新科學(xué)評估報告顯示，地球上可能存在著1萬億種不同生物，意味著目前未知物種占99.999%，所以我們對身邊的生物圈知之甚少。2011年，美國夏威夷和加拿大生物學(xué)家評估報告稱，地球上物種數(shù)量大約是870萬種，真實數(shù)據(jù)最低是740萬種，最高是1 000萬種。目前，美國印第安納大學(xué)研究人員指出，之前的評估數(shù)值明顯偏低，因為所有的調(diào)查報告都忽略了微生物。

99%未知的物種

評估地球上物種數(shù)量是一個巨大的挑戰(zhàn)，目前美國印第安納大學(xué)的研究數(shù)據(jù)結(jié)合生態(tài)模型的最大數(shù)據(jù)庫，將提供一份嚴(yán)格的全新地球微生物種類統(tǒng)計報告。微生物非常小，人類肉眼很難進(jìn)行觀看，其中包括：單細(xì)胞生物、細(xì)菌、古生菌和某些真菌?！?/p>

這項最新地球物種評估報告是基于數(shù)學(xué)方法得出的，其中包括：大型數(shù)據(jù)庫交集和通用比例定律。該研究報告詳細(xì)內(nèi)容發(fā)表在近期出版的《美國國家科學(xué)院院刊》上。生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)比例定律能夠精確預(yù)測植物和動物種群數(shù)量，例如預(yù)測某一地區(qū)可能增加的物種數(shù)量。研究人員計算全球35 000個地點顯微和非顯微物種數(shù)量達(dá)到560萬，基于比例定律可推測全球物種數(shù)量達(dá)到1萬億種。

科學(xué)家結(jié)合來自政府、學(xué)院和公民科學(xué)來源的植物、動物和微生物數(shù)據(jù)，一項最全面綜合的地球物種評測報告顯示，地球上可能存在著1萬億種不同物種。這至少是之前評估數(shù)據(jù)的10萬倍，意味著地球上99.999%的物種未被發(fā)現(xiàn)。

不可思議的生態(tài)系統(tǒng)

先別說外星生物了，地球的海洋地殼中就存在著一個不可思議的生態(tài)系統(tǒng)，挑戰(zhàn)我們對生命的認(rèn)知。

海底玄武巖面積十分廣闊，幾乎覆蓋了地球三分之二的表面，這個環(huán)境幾乎不含碳，但是包含活性礦物質(zhì)和水，對于微生物來說是極佳的生活環(huán)境。然而，過去人類幾乎還沒有怎么探索過這個環(huán)境……對沉積層的鉆探將提供壓實、無污染的完美樣本，易于研究。玄武巖則相反，透水、有碎紋、多空隙，鉆探只能獲得不到30%的巖石，而且很容易被污染。但無可置疑，在數(shù)千米的海水與巖石之下，隱藏著這個星球上最大的地內(nèi)微生物生態(tài)系統(tǒng)。

21世紀(jì)是微生物的時代

科學(xué)家在每個角落都發(fā)現(xiàn)了它們：人體、房屋、云層……甚至在地殼深處，都有它們的蹤影。15年前我們就已經(jīng)知道，地殼內(nèi)蘊藏著巨大的生物量，而這些生物對于地球運行的影響仍然是個謎。

“破紀(jì)錄了！我們在海床下2 458米處發(fā)現(xiàn)了完好無損的微生物細(xì)胞?！弊罱粋€由地質(zhì)學(xué)家和生物學(xué)家組成的團(tuán)隊如是宣布。這一發(fā)現(xiàn)來自他們對太平洋西部大陸邊緣的大規(guī)?？碧?，該項目開展至今已有3年之久。人們從來沒有在大洋下如此深的地底發(fā)現(xiàn)過生命。沒錯，這些微生物是活的，而且還挺活躍。研究人員小心翼翼，杜絕了任何樣本污染的可能性。不僅如此，他們還令這些微生物在實驗室中成功繁殖。

與15年來的各種發(fā)現(xiàn)一樣，這一成果證明，生命不僅占領(lǐng)了整個地球的表面，也占據(jù)了大陸地底，乃至海洋地底?？茖W(xué)家們在太平洋地底打出的這個直徑為45厘米的深洞超乎想象。它表明地內(nèi)生物受到的唯一限制似乎只有溫度了。

不過，雖然很難想象有生命能夠忍受超過 120℃的高溫（這一紀(jì)錄由一種古生菌保持，它能忍受高達(dá)121℃的高溫），但這個極限溫度根據(jù)地質(zhì)環(huán)境，有可能在地下極深處才出現(xiàn)。目前，勘測的難點在于海底熱泉附近的地下實在是太熱，無法鉆探。假如勉強鉆孔有時會產(chǎn)生很大的危險。不過在沉積區(qū)域，溫度只會隨著深度的增加而緩慢上升。

一個龐大的地下王國

這次的鉆探僅僅鉆到海床下2 500米，溫度只升到了60℃，這意味著在更深處，很可能在4 000米以下還會有生命存在。從這個鉆孔往下“看”，我們可以想象到這個地內(nèi)王國有多龐大。數(shù)億立方千米的巖石和沉積物——就在不久前我們還認(rèn)為是毫無生氣的地方——形成了一個極度龐大、多樣化的，尤其神秘的世界。比如說，很難理解為什么微生物的聚集密度隨著深度變化而有如此之大的差異。

在沉積層最上的十幾米中，平均每立方厘米的空間里生活著1億多個細(xì)胞，而下到500米處，這個數(shù)據(jù)就急劇下降到100萬，再到1 500米處，只剩下百來個細(xì)胞。接下來根據(jù)所穿過的不同地質(zhì)層，這個數(shù)據(jù)可能會有一些震蕩，然后在2 458米處，也就是鉆孔的最深處，這個數(shù)據(jù)又回升到了1萬。如果說微生物能在地底幾千米，高壓、無氧、無光、無水的環(huán)境下生存的話……為什么它們的數(shù)量又不那么多呢？這讓研究人員感到十分驚訝。

為解釋微生物如何侵入地殼，科學(xué)家目前提出了兩種假說：要么是它們的祖先穿越了層層斷巖下到深處；要么它們本來就在地球內(nèi)部誕生，隨后才爬上地表生活。而在這次的發(fā)現(xiàn)中，生命似乎做了第三種選擇。研究團(tuán)隊指出，在最深的巖層中提取的DNA呈現(xiàn)出與林地微生物 DNA十分相似的序列。他們還找到了許多在陸地上十分普通但極少見于傳統(tǒng)海洋沉積物的細(xì)菌。

不過分析表明，這些沉積層曾是潮濕的土壤，長滿植物，也富含煤礦，在2 000萬年前由于地殼運動而深埋在了大洋深處。

這一切仿佛顯示，我們面對的是一個被吞沒的世界：原先位于陸地的整個生態(tài)環(huán)境連同它內(nèi)部的有機物質(zhì)沉入海底之后，原有的一些微生物成功地在地下存活了2 000多萬年。

生命仍存諸多秘密

目前，科學(xué)家尚不知道這些微生物被埋在地下之后，是什么都沒做，只是靜靜地待在那兒呢，還是主動地去適應(yīng)周圍環(huán)境，又是如何適應(yīng)的。研究人員甚至不知道地底深處所有的微生物是否都具有相同的特征。

地下與地上同樣豐富多彩，對這些地下環(huán)境的生態(tài)學(xué)研究仍處于起步階段。生命在海底基巖中所受到的限制和在沉積物中完全不同，而沉積物本身根據(jù)其是海洋沉積物還是陸地沉積物也大不相同。更不用說地殼深處仍有大量區(qū)域尚待探索。

若要回答生命起源之類的大問題，若要進(jìn)一步理解地球的運作機制，還有許許多多的謎題有待解決。地球內(nèi)部微生物的數(shù)量，尤其是它們“工作” 的速度，這些信息對于了解地球上有多少碳、而這些碳又如何循環(huán)至關(guān)重要，此外，這些信息對于氣候研究也是關(guān)鍵所在。僅僅抬眼遙望天空并不能使我們發(fā)現(xiàn)這個世界最美的秘密，有時候我們還需要探入地下最暗的角落。