带上科技的“眼镜”，去地下世界看看

尹丹

在大家以往的认知中，地球上的生物主要栖息于地球外层地壳及以上部分，因为一些生物的生长、发育、生存、繁衍需要阳光和雨露等。

那么，在黑暗、无氧、高温、高压的环境下，是不是就没有生命存在呢？

当然不是。已经有研究发现，在地下深处有大量的生命存活，专家称其为“地下生物圈”。这个生物圈的主角就是微生物，它们的生存不依赖太阳能，而是利用地球内部的热能来合成它们需要的各种有机物。

现在，就让我们带上科技的“眼镜”，去看看神秘的地下生物圈吧！

生物圈是指地球上存在生命活動的地域的整体。所谓地下，主要指植物根系以下，距离表层土壤约8米深的空间，而深部地下常指地表180米以下乃至1 000米以下的空间。深部地下通常是缺乏光照、高温、高压、缺氧，并且含水量极低的恶劣环境，因此在很长时间里，人们都认为那里不可能存在生命。然而，随着科学技术的发展，越来越多的证据表明，在地壳深处存在一个我们至今知之甚少的独特深部地下生物圈。

为了研究地下生物圈中微生物的情况，日本在岐阜县土岐市东浓地球科学中心的东浓矿山坑道专门设置了一个实验室。科学家研究发现，地下的温度会随着深度的增加而升高，从地表往下每增加1 000米深，地温可上升20℃至30℃。专家估计，地下生物生存的最高温度可达120℃至150℃，由此判断，在距地下5 000米深的地方仍是微生物可能生存的环境。大家都知道，陆地上的生物圈再多也只有30米至100米的厚度，而占地球表面70%的海洋，其平均水深也不过是3 800米。由此可见，地下生物圈何其巨大。而且以此来估算，地下微生物的总重量约为160亿吨至240亿吨，这些数量庞大的生命体组建了一个比人类世界还巨大的黑暗世界。也就是说，这是地球上至今尚未开发的巨大生物圈。

地下生物圈的生物是怎么生存下来的呢？地下生物圈不仅巨大，还是全新的“另一个世界”。在近年来的研究中，科学家利用矿井与钻井对全球各地地表下5千米、海洋下10千米的微生物圈进行了研究，利用显微镜设备将这个隐藏了数亿年的地下世界放大了数万倍，通过对这些微生物的DNA测序，发现在这个空间内生存着比地球表面更多种类的微生物。据科学家粗略计算，在地球的地下至少生存几十亿立方米的微生物，它们通过进化出各种各样的神奇“武器”，在残酷的地下顽强生存下来。它们已经适应了长久居住在地下的生活，在这种极端环境下的忍耐能力和适应能力已经远远超出人们的理解范围。

大家都知道，充足的太阳光能是地表上生命生存的必要条件，而在地下5千米、海洋下10千米这个范围内，很难有阳光照射进来，所以生活在这个范围的生物就没有大量的能量来源，而一旦没有太阳带来的能量，这些微生物又是靠什么存活至今的呢？科学家发现，在这个范围内存活的微生物以细菌、古生物和真核生物为主，它们由于体积小，大约只有1微米，所以在地下的岩石等缝隙中几乎可以存活一个种群。它们将氢、甲烷、硫化物等氧化，从而获得化学能量，合成有机物来维持生命，地底岩石里的二氧化碳、硫酸、硝酸、铁、锰等物质就是天然的氧化剂。换言之，这些微生物已经适应了依靠二氧化碳与氢元素为主的生活，依靠彼此不同的进化成果，相互依存，顽强生存。像这样获得化学能量制造出自己的有机物身体的生活方式，称为“靠地球为生”的生活方式。

人类为什么要研究地下生物圈呢？科学家调查研究这些居住在不依靠太阳光的能量、仅靠来自地球内部能量生活的地下微生物，可以知道地球上的生物到底有多少种生活方式，它们在什么样的条件下能够孕育生命；了解它们生存环境的极限，很可能会因此获得探索生命共同祖先，甚至生命起源的线索；通过深入分析，还可以获得宇宙最早的生命分支结构。此外，从这些栖息在特殊环境下的微生物中，科学家有可能发现具备分解有毒物质或合成有用物质机能的微生物，一旦发现这类微生物，就可以把它们应用于医学等领域，造福人类。

地下生物圈是地球上尚未开拓的广阔疆域，让我们带上科技的“眼镜”，去地下世界看看，了解地下生物圈，也许可以探寻一下千百年以来我们的未解之谜：人类从哪里来？到哪里去？