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筆趣閣 - 科幻小說 - 裝紳弄鬼在線閱讀 - 第391章 深海古菌

第391章 深海古菌

    “當(dāng)然有人認(rèn)為,所謂地下王國純屬荒謬之談。但是,倘若真能解開這個謎,人類必將進(jìn)入真正的新世界。要說服凡人接受這種觀點(diǎn)目前只能拿出一些間接的證據(jù),直接的證據(jù)不可能立即拿出來,因為深入高原地下需要由朝廷牽頭,調(diào)動大量人力物力進(jìn)行鉆探。

    為此,人類在20世紀(jì)60年代為開始了兩大壯舉,一個是美國人登月,另一個就是美國提出的深海鉆探計劃。1957年,美國科學(xué)家w.h.蒙克和h.h.赫斯倡議用深海鉆孔穿過莫霍面,以研究地幔的物質(zhì)組成,這就是“莫霍計劃”(mohole)。該計劃于1961年在美國加利福尼亞灣外試鉆,接著在墨西哥西岸外鉆到了玄武巖,以后雖因多種原因中途夭折,但為深海鉆探積累了經(jīng)驗。

    1964年,由美國斯克里普斯海洋研究所等五個單位聯(lián)合發(fā)起組成“地球深層取樣聯(lián)合海洋機(jī)構(gòu)”(joides),并提出了深海鉆探計劃,1965年在美國東海岸的布萊克海臺試鉆成功。1966年6月,斯克里普斯海洋研究所從美國科學(xué)基金會接受任務(wù),籌備開展一項以淺層取樣為目的的深海鉆探計劃(dsdp)、技術(shù)上受joides指導(dǎo)。由有動力定位設(shè)備的“格洛瑪·挑戰(zhàn)者”號鉆探船負(fù)責(zé)鉆探。

    1968年8月,“格洛瑪·挑戰(zhàn)者”號首航墨西哥,深海鉆探計劃正式開始。它用五年半的時間完成了三期鉆探計劃。同時發(fā)現(xiàn)了一個讓人們匪夷所思的世界。這里沒有陽光,海底的火山的巖漿噴口使得地表是沸騰灼熱。正是這樣特殊的環(huán)境創(chuàng)造了許多最稀奇古怪的水下生靈,比如有種6英尺長的蟲子,身上布滿了紅色的血管,可是它卻沒有消化器官;全盲的白色螃蟹和短腳的蜂窩蝦有著不可思議的本領(lǐng),它們憑感覺就可以辨別正確的方位去取暖和覓食。這些深海異形所生存的封閉環(huán)境和地球上其他物種的非獨(dú)立生態(tài)系統(tǒng)完全不同。他們甚至發(fā)現(xiàn)了古菌……那是目前生物地球化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。所謂古細(xì)菌就是遠(yuǎn)古時代特殊生態(tài)環(huán)境下生活的細(xì)菌,其生活習(xí)性和化學(xué)組成都很特殊。它適合生活于高溫、高鹽和缺氧的環(huán)境。細(xì)胞壁不含肽聚糖;細(xì)胞膜的脂類與其他任何生物都不一樣;rna聚合酶和核糖體中的一種蛋白質(zhì)都和真核細(xì)胞相似而和原核細(xì)胞不同。它們可能是原始地球形成初期古老細(xì)菌的代表,保持了古老的形態(tài),很早就和其他細(xì)菌分道揚(yáng)鑣。所以,有人依據(jù)平行同源基因構(gòu)建的“cestor”生命進(jìn)化樹,認(rèn)為生命的共同祖先cestor是一個原生物。

    原生物在進(jìn)化過程中產(chǎn)生兩個分支,一個是原核生物如細(xì)菌和古菌,一個是原真核生物,最原始的真核生物的直接祖先,很可能是一種異常巨大的原核生物,體內(nèi)具有由質(zhì)膜內(nèi)褶而成的象內(nèi)質(zhì)網(wǎng)那樣的內(nèi)膜系統(tǒng)和原始的微纖維系統(tǒng),能夠作變形運(yùn)動和吞噬。以后內(nèi)膜系統(tǒng)的一部分包圍了染色質(zhì),于是就形成了最原始的細(xì)胞核。中國貴州甕安地區(qū)的陡山沱組磷塊巖中保存有完美的多細(xì)胞生物化石,它們?yōu)榻鉀Q復(fù)雜多細(xì)胞生物演化的關(guān)鍵問題提供了直接的證據(jù)。甕安地區(qū)的陡山沱組磷塊巖沉積在距今大約6億年左右,正是復(fù)雜多細(xì)胞生物開始繁盛的時期。早在20世紀(jì)90年代,科學(xué)家就報道過甕安生物群中的紅藻化石、早期動物胚胎化石,以及類似早期珊瑚的刺細(xì)胞動物化石。對這些化石的解釋一直存在爭論,有的科學(xué)家提出,甕安生物群的動物胚胎狀化石可能是單細(xì)胞真核生物,甚至可能是細(xì)菌。之后,科學(xué)家在加蓬的弗朗斯維爾意外發(fā)現(xiàn)了大批保存完好的生物化石,根據(jù)對其周圍沉積物進(jìn)行的測算,這些化石已有21億年的歷史。這些罕見的古老生物化石長度在10厘米到12厘米之間,堪稱“大化石”,科學(xué)家分析認(rèn)為,它們既不可能是原核生物,也不可能是單細(xì)胞真核生物。

    之后的進(jìn)化過程中細(xì)菌和古菌首先向不同的方向進(jìn)化,然后原真核生物經(jīng)吞食一個古菌,并由古菌的dna取代寄主的rna基因組而產(chǎn)生真核生物……最后是萬物之靈的……人。從進(jìn)化的角度,如果把地球的年齡比喻為一年的話,則原生物約在3月20日誕生,而人類約在12月31日下午7時許出現(xiàn)在地球上。

    古菌不僅能在巖漿地?zé)岬母邷?、?qiáng)酸、堿性條件、高鹽度、缺氧等極端條件下存在,而且能在普通海洋環(huán)境中存活。在這些細(xì)菌中有一種最抗熱的菌株在105c繁殖率最高,甚至在高達(dá)113c也能增殖。深海極端嗜熱和產(chǎn)甲烷細(xì)菌,備受人們關(guān)注,因為它位于生命進(jìn)化系統(tǒng)樹的根部附近,對它進(jìn)行深入研究,可能有助于我們弄清世界上最早的細(xì)胞是如何生存的問題。由于該計劃執(zhí)行以來取得了顯著成果,因而蘇聯(lián)、聯(lián)邦德國、法、英、日等國相繼加入joides,深海鉆探計劃進(jìn)入國際合作的新時代,即大洋鉆探國際協(xié)作階段(ipod),又稱“國際大洋鉆探計劃”。ipod是深海鉆探計劃的第四階段,它繼續(xù)延用dsdp的航次和編號,1975年12月第45航次開始了國際大洋鉆探計劃的鉆探活動,重點(diǎn)研究洋殼的組成、結(jié)構(gòu)和演化。

    深海鉆探的許多發(fā)現(xiàn)具有深遠(yuǎn)的意義。特別是證實(shí)了地質(zhì)歷史上曾不止一次出現(xiàn)區(qū)域性的或全球性的偶然事件。和《塔納赫》所述的大洪水、世界末日等足以構(gòu)成證據(jù)鏈。這些事件發(fā)生在極短的時間內(nèi),引起了急劇的環(huán)境變化,并保存在沉積記錄中。深海鉆探資料為這些變化提供了證據(jù),如地中海變干事件和白堊紀(jì)末期生物絕滅事件等,奠定了如今的古海洋學(xué)。但是,深海鉆探也證明,實(shí)際情況要比原來的設(shè)想復(fù)雜得多。日本海溝、馬里亞納海溝等均未發(fā)現(xiàn)足夠規(guī)模的增生楔形體。事實(shí)迫使人們另作解釋,于是有“陸殼下曳”或“構(gòu)造侵蝕作用”模式的提出。在這樣的活動邊緣,沉積物隨板塊潛入地幔,陸殼因洋殼的俯沖拖曳而下?lián)希⒊R驓は虑治g作用而使陸殼變薄。

    同時,那可是美蘇爭霸春秋,上世紀(jì)70年代,蘇聯(lián)實(shí)施了龐大的大陸科學(xué)深鉆工程,其科拉超深鉆孔深達(dá)12262米,在9000米深度附近發(fā)現(xiàn)了富含金的巖石。德國于1987年至14年實(shí)施了舉世聞名的計劃,發(fā)現(xiàn)8000米以下存在大量的含礦熱鹵水,有著很強(qiáng)的現(xiàn)代地質(zhì)作用。發(fā)現(xiàn)了另一種嗜鹽細(xì)菌,它能在極端地鹽環(huán)境下生長和繁殖,特別是在天然地鹽湖和太陽蒸發(fā)鹽池中生存。由滲透勢原理可知,高鹽溶液中的細(xì)胞將失去更多的水分,成為脫水細(xì)胞。而嗜鹽細(xì)菌可產(chǎn)生大量的內(nèi)溶質(zhì)或保留從外部取得溶質(zhì)的方式來維持自身的生存,日本人也緊隨其后。

    同樣,早在二十年前,中國重整旗鼓的地學(xué)界的科學(xué)家和工程技術(shù)專家就提出應(yīng)采用科學(xué)鉆探的方法進(jìn)行地學(xué)研究,并開始進(jìn)行前期的資料搜集和信息研究工作。國際地學(xué)界認(rèn)為,中國具有全球意義的世界級科學(xué)鉆探場址有三處,即世界屋脊、大別蘇魯超高壓變質(zhì)帶和阿爾金大斷裂。遺憾的是,由于對世界屋脊和阿爾金大斷裂的研究程度不夠等原因,短期內(nèi)實(shí)施科學(xué)鉆探條件尚不具備,因此,中國第一口大陸科學(xué)深鉆選在大別蘇魯超高壓變質(zhì)帶。

    所謂超高壓變質(zhì)巖層帶,是指數(shù)億年前由于地殼運(yùn)動,原本處于地表的巖層向下俯沖到地幔深處,在高溫高壓的作用下變質(zhì),然后短時間內(nèi)從地底重回地面。這種特殊巖層的發(fā)現(xiàn),被公認(rèn)是繼板塊學(xué)說提出以來,地球科學(xué)研究領(lǐng)域取得的重大突破性進(jìn)展之一。經(jīng)過中外地球科學(xué)家十余年的廣泛調(diào)查和論證,一致贊同在江南北部東??h毛北村實(shí)施科學(xué)深鉆。1999年9月27日,國家計委批準(zhǔn)了中國大陸科學(xué)鉆探工程立項建議書,同意在江南省東海縣實(shí)施一口5000米鉆孔的科學(xué)鉆探工程。

    2001年6月25日,在江南省東海縣毛北村的科鉆現(xiàn)場,高高的井架開始發(fā)出轟鳴,中國大陸科學(xué)鉆探工程的科鉆一井正式進(jìn)行鉆進(jìn)。2005年3月8日,科鉆一井在堅硬的結(jié)晶巖中成功鉆進(jìn)到地下5158米時勝利完鉆。在中國大陸科學(xué)鉆探主孔5000米不同巖性的鋯石中,普遍存在柯石英和超高壓礦物包體的組合,并且在區(qū)域3800平方公里范圍內(nèi)以及多個4001000米深衛(wèi)星孔不同巖性鋯石中,均普遍有相同的發(fā)現(xiàn),表明蘇魯?shù)貐^(qū)曾發(fā)生大陸地殼三維空間巨量物質(zhì)深俯沖至100公里以下地幔中的壯觀地質(zhì)事件。地表巖石在上下100公里這么巨大的尺度上,上下穿插,難道不會形成空洞嗎?難道不會把地表的植物和海水帶入空洞嗎?為此,很多人認(rèn)為不能把高原地下5000米到1萬米深處的構(gòu)造,簡單的理解為象普通石塊那樣是實(shí)心的。

    學(xué)者攤攤手,事實(shí)上,國際上一直認(rèn)為,鑒于中國的地下鉆探一直處在保密中,很可能現(xiàn)在的世界屋脊已經(jīng)被鉆透而直通幽暗地域了。是的,基于以上科技成果,我認(rèn)為,既然《山海經(jīng)》所描繪的牛形地區(qū)不在地面上,就很可能在世界屋脊和帕米爾高原的地表五公里以下。為簡單起見,我把這兩個高原合稱為牛形高原,或只稱為世界屋脊。