本报记者 刘 莉

    ■直击大洋34航次科考

    30多年前，人类认为几千米深的海底只有极少的寡能量微生物能够生存，因为“万物生长靠太阳”，那里没有阳光和氧气。直到1977年美国科学家搭载“阿尔文”号深潜器在太平洋加拉帕戈斯海底首次发现活动的热液喷口和丰富的热液生物群。此后，深海热液新物种不断被发现，这里的微生物以一种之前不为人熟知的方式获得能量，太阳对它们并不重要。

    这里被看作是研究生命起源和演化的极佳场所。30多年来，人类对这一特殊环境下生物的研究从未间断，我国科学家也在这一领域取得一些进展。大洋34航次科考中也专门设立了“西南印度洋多金属硫化物合同区”热液生物及环境的调查项目。

    平均每个月发现两个热液新物种

    热液喷口的发现被看作是“革命性的”，因为它彻底改变了人类对生命的认识。大洋34航次科考第二航段生物组组长、国家海洋局第三海洋研究所助理研究员施晓峰提供的资料显示：随着深海探测技术的发展，经过30多年的研究，目前已探察到的热液区总计超过580个，描述的热液生物新种已有近600种，且这个数字仍在以平均每个月两个种的水平不断增长。

    在被发现的海底热液区生物新种中，大多数均为热液环境的特有种，包括了原生动物门和12个后生动物门，其中，节肢动物门的种类最多，软体动物门和环节动物门次之。上述3个门类的数量占所有热液生物种类数量的90％以上。

    极端环境隐藏生命起源之谜

    热液生物群被科学家们看作是认识生命起源的窗口。

    据第二航段首席科学家助理、国家海洋局第二海洋研究所助理研究员雷吉江介绍，现今地球环境中残留的与原始生命有关的信息相当少，“最早的生命怎么来的？是什么样的？又是如何演化的？这是地球科学、生命科学等领域十分关注的问题。如果能找到一个地球形成初期就已存在或者与之相似的环境就可能获得一些与生命起源与演化有关的线索”。高温、高压、高毒的热液喷口正是这样一个环境。

    现有研究发现在热液喷口高温的环境中有很多嗜热细菌，嗜热细菌位于表现生命演化过程的“生物进化树”最根部，可能是地球生命共同的祖先物种。热液生物为研究这种早期生物提供可能。美国科学家曾在东太平洋底的热液喷口附近进行了原位视像观测，发现那里的生物有明显的种群更替现象，从最初的微生物为主逐渐变成大型生物为主，说明这里存在研究生命与环境协同演化的潜质。

    雷吉江介绍说，关于“最早的生命是怎么来的”，有各种假说，比如有人认为最早由陨石将生命物质携带至地球，也有人认为是在某种特定条件下地球环境中的无机质通过化学合成生成有机质从而形成生命物质，后一种假说即著名的“有机汤”假说，一度占据主导地位。近些年，科学家们在海底热液喷口流体中发现了有机质分子由非生物合成的证据，使得海底热液喷口环境成为可能揭示生命起源过程的重要场所。

    热液生物是被竞争的研究资源

    热液生物本身是否有特殊之处，使其能在高温、高压、高毒的特殊环境生存？对这些特殊性的研究或许能给人类的生产生活带来改变。

    深海生物资源是世界各国的战略发展资源，许多发达国家已日益关注国际公共深海区的竞争和开发，深海生物研究也是国际海洋研究中的热点课题。目前，美国国家科学基金已将深海生物列为海洋科学未来十年最重要、最有可能取得重大突破和科学发现的前沿研究方向之一。

    我国已有数十年的大洋深海调查经验，虽然海底热液探索比国外晚起步二十多年，但目前已经拥有了较强的探测深海热液活动区的实力，并已在三大洋(太平洋、大西洋及印度洋)发现了33个新热液区。目前，我国在这些热液区获得了大量的深海热液生物。施晓峰所在的课题组就曾在热液区采集到几种之前没有报道过的铠甲虾和海蜘蛛。

    据国家海洋局第二海洋研究所于晓果研究员介绍，热液生物与热液活动及热液成矿作用相互联系，也构成了一个多学科交叉的海底热液研究综合体系，是地球科学与生命科学的新结合点，是当前国际深海研究的热点和突破口。其中，热液生物是敏感的环境指示者，其存亡又依赖于热液喷口，所以能提供海底热液活动及成矿作用的某些信息，对探寻海底热液矿藏有重要指引和参照作用。

    采样难制约研究发展

    每次电视抓斗取样上甲板后，负责生物采样的施晓峰总是第一个采集样品，“因为要尽量减少污染，所以生物样品都要在第一时间采集”。他一般会戴着橡胶手套，拿着镊子和塑料瓶仔细地在抓斗的各个窗口寻找附着在岩石或沉积物上的生物样品。

    除此之外，他还要采集海底沉积物中的微生物，沉积物样品将暂存于低温环境中，等待送回实验室后对其中的微生物尤其是深海古菌进行室内培养、分离和鉴定。每次采样后，施晓峰还有一项重要工作就是对海底表层沉积物进行筛淘。先用淡水洗开，再通过筛网过滤筛选，获得个体大于0.25毫米的底栖生物样品。这项工作一般需要两个小时。施晓峰所在的国家海洋局第三海洋研究所深海底栖生物实验室对海底甲壳类研究有很多积累，本航次科考，他们也希望获得热液生物中的甲壳类及其它有区域代表性的底栖生物样品。

    采样是热液生物研究的基础，但目前的研究中采样却面临一些难题：对深海物种的获取，目前主要来源于拖网和抓斗等采样方式，所以获得的样品较为零散，用施晓峰的话说“获得样品的随机性和偶然性比较大”，采样缺乏研究所需的系统性和较强的目的性，归根结底，目前样品种类和数量依然缺乏，采样方式是目前开展生物研究的瓶颈。“如果采样能集中在几个热液区，就能对该区域热液生物整体分布、生物多样性研究更加深入。”施晓峰说。

    热液生物还有太多的秘密等待我们发现。尽管海底热液生物已有30多年的研究时间，但因为热液生物在全球海底中分布广泛，新的热液群落又不断被发现，所以许多热液区的物种组成至今仍不清楚，而且热液生物在全球海底的分布和远距离传播之间的内在联系也尚未被揭示。

    目前太平洋和北大西洋的海底热液系统研究相对较多，而西南印度洋中脊深海热液区研究则较为薄弱，国际上较少踏足这片海区。目前我国与国际海底管理局签订的“多金属硫化物合同区”正在这一区域。对我们而言，这或许是一个发现更多秘密的机遇。

    （科技日报西南印度洋“大洋一号”2月6日电）