地球生命究竟几何

2021-01-13 00:41船舷
北方人 2021年12期
关键词:莫拉深海物种

船舷

当一般人被问及地球生物的物种数量时,差不多都会说,应该不少于百八十万吧。这个数字与近200年前科学家估算的昆虫种类数量相当,可是还不到真实数字的一个零头呢。

生物始祖LUCA

46亿年前刚刚诞生的地球就是一个名副其实的火球,后来它又成为滚烫的超级岩浆锅,到处是蒸汽,到处在沸腾。直到大约30亿年前,地球上才有生物登场亮相——一种被命名为“最后普遍共同祖先”(LUCA)的生物。它形态庞大,达到令人瞠目结舌的地步,填充了地球上的所有海洋。随后,它分裂为3个部分,最终诞生了今天地球上所有的生命。

科学家最新的研究成果显示,LUCA是早期生命努力生存的结果。在数百万年的时间里,LUCA试图将海洋转变为全球基因交换工厂。一些试图努力存活下来的细胞在无竞争环境下相互交换有用物质,有效地创造出覆盖全球的巨大生物。

1亿年后,LUCA分裂成3种不同的生命形态:单细胞细菌、原始细菌以及能够演变为动物和植物的更为复杂的真核细胞。因为年代过于久远,所以几乎没有留下任何化石遗迹,任何能追溯到那个年代的基因可能均已发生无法辨认的变异,致使今天的科学家绞尽脑汁,也无法复原这种生物。

未知生物不断涌现

如果打破动植物间的界线,那么,你知道地球上最大的生物是什么吗?既不是大海里190吨的蓝鲸,也不是澳洲丛林里95米高的桉树,而是一般人闻所未闻的蜜环菌。1992年,美国生物学家詹姆斯·凯恩在密歇根州北部水晶瀑布附近的一片树林中发现了一株存活了1500多年、质量超过110吨的蜜环菌。它的占地面积达15公顷,相当于21个标准的足球场。这一发现震惊世界!

最近,詹姆斯·凯恩率领一个考察组重返密歇根州北部的丛林。他们对该蜜环菌重新做了采样和基因组分析后,修正了先前的数据。结果表明,这是一个存活了2500年之久、重达440吨、相当于3头蓝鲸重量的蜜环菌。

日前,有人在安第斯山脉山脚下发现了一种蝙蝠,长得跟山莓一样大。此外,在新加坡发现有一种蠕虫,只寄居在变色蜥蜴的肺里。这种蝙蝠和蠕虫具有一个共同点,那就是它们都是最新发现的物种。最近,它们得到了正式的命名,分别是多米尼加鼠耳蝠和Rhabdias singaporensis。在这两种生物之后,科学家们当然还会继续发现新的生物物种,并将它们加入到数据库中来。研究者们每年都会发现1.5万个新的物种,而且这一发现速度并没有减缓的迹象。

數字与争论

瑞典科学家林奈于1758年发明的物种分类和命名的方法一直沿用至今。相近的物种组成属,再往上依次是科、目、纲、门、界。在这一生命谱系中,越大的门类就越不容易有新发现。这并不奇怪,因为单一新物种的发现总是比一群全新的门或纲类物种更普遍。从那以后的261年间,约有125万个物种,包括约100万个陆地物种和25万个海洋物种已经被描述和命名,成为生物物种核心数据库中的一员。

联合国环境署最新发布的一份报告称,地球上共有870万种生物。这是利用一些研究模型估算出来的数据。

有相当一部分专家认为,以上的数据过于低估地球生物的种类。日前,美国印第安纳大学的研究人员给出了最新的说法——地球上可能存在着1万亿种不同物种,至少是之前评估数的10万倍。这意味着地球上99.999%的物种尚未被发现。

深海生物被低估

根据进化论的观点,人们曾经普遍认为,新的物种通常需要突破某种环境的障碍才可能完成演变,比如陆地上的山脉沟壑。而海底地貌要单调许多,因而人们一直将深海视为“生命的禁区”,认为其生物总数不会超过20万种。

从事多年海洋生物研究的莫拉·马乔莱克和伦敦博物馆深海物种专家约翰·兰姆希德,已经用他们的研究成果改写了教科书上早已过时的“地球上80%的生物存在于森林中”的观点。他们认为,深海海底生物物种的数量应该在1000万~1亿种之间,比以往估算的20万种至少要高出几百倍。

为了掌握具有说服力的证据,莫拉·马乔莱克和约翰·兰姆希德采用最原始也是最笨的办法,制作了一种名为“滑撬”的收集器投入海底用于收集生物样本。结果令他们惊喜不已,海底的生物种类竟然如此繁多,在不同的样品采集点所采集到的物种很少出现重叠情况,甚至两个相距较近的采集地点也是如此。在加勒比海,他们的“滑撬”在海底耕耘了500米,就收集到了365个深海物种。

后来,他们将“滑撬”改为“耕箱”,这样便可获取某些钻入海底淤泥中的生物。在3个多月的时间里,他们在世界的不同海域一共收集到了556箱海底生物样本,清晰地确认了272009只海洋动物,它们分属于1597个物种。更重要的是,在分类过程中,发现新物种的速度非常快。换句话说,海底生物种类如此丰富,每一次取样都能带来新的惊喜,平均每0.09平方米的海泥都含有几种科学家从未见过的新物种。

在谈到研究深海生物的重要性时,约翰·兰姆希德表示,海洋生物学家不应停留在目前这个粗略的数字上,他们必须加倍努力工作。同时,莫拉·马乔莱克也表示,现在海洋生物学家太少了,而要做的工作又太多,依照目前的进度,要想把海洋里所有生物都辨认归类,可能需要几千年的时间。但到那时,可能一多半的海洋生物已经灭绝了。

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