地下深處的“僵尸細(xì)菌”與其它生命形式所含的碳元素總量堪稱驚人。圖為生活在地下1.4公里處的真核生物。

這些生物可承受驚人的溫度，能夠在毫無(wú)陽(yáng)光、幾乎不含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的環(huán)境中以“僵尸狀態(tài)”生存。

科學(xué)家認(rèn)為，這些生物體內(nèi)所含的碳總量可達(dá)150至230億噸，高達(dá)全球人類總質(zhì)量的385倍。

來(lái)自全球各地的研究人員共同參與了這項(xiàng)為期十年的調(diào)查項(xiàng)目，結(jié)果發(fā)現(xiàn)地球上百分之70的細(xì)菌都生活在地下。由于這些細(xì)菌的分布與太平洋上的加拉帕戈斯群島極為相似，科學(xué)家們將這一前沿領(lǐng)域稱為“地下深處的群島”。但與這座以野生動(dòng)物和達(dá)爾文聞名的島嶼不同，這個(gè)全新的地下世界還是一片“處女地”，完全不曾受到過(guò)人類的破壞。

科學(xué)家在南非約翰內(nèi)斯堡地下約2.8公里處的一處充滿液體與氣體的裂隙中發(fā)現(xiàn)了它的存在。

就在美國(guó)地球物理聯(lián)盟即將舉辦年會(huì)之際，參與此次“深碳觀測(cè)站”（Deep Carbon Observatory）的研究人員公布了地底深層的生命總量的估測(cè)值。

“探索地下深處有點(diǎn)于探索亞馬遜熱帶雨林，”海洋生物實(shí)驗(yàn)室的米奇·索金（Mitch Sogin）表示，“四處都是生命，四處都充滿了意想不到的、罕見(jiàn)的微生物。”

科學(xué)家從地下5公里深處的陸地礦井和鉆井中提取了一些微生物樣本，并打造了一個(gè)隱藏于地底的生態(tài)系統(tǒng)模型。

目前生命達(dá)到的最深記錄約為陸地下方5公里，在海洋環(huán)境中則是海面下方10.5公里。

科學(xué)家認(rèn)為，這個(gè)地底生物圈的規(guī)模約為20至23億立方公里，相當(dāng)于海洋總體積的兩倍。其中囊括了地球上的三大生物類型——古細(xì)菌、細(xì)菌及原核生物。每立方公里至少含有7.5噸碳元素。

古細(xì)菌是一種不含帶膜細(xì)胞核的微生物，在進(jìn)化史上有著獨(dú)特的一席之地。科學(xué)家認(rèn)為，這座龐大的地下迷宮中不僅有細(xì)菌，也有古細(xì)菌的身影。此外，一些原始真核生物（擁有帶膜細(xì)胞核的微生物或多細(xì)胞生物）也生存在此處。

細(xì)菌和古細(xì)菌是地球深處的主宰，一起構(gòu)成了地球的“微生物暗物質(zhì)”。

參與此次國(guó)際項(xiàng)目的科學(xué)家認(rèn)為，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將使人類在生命之樹(shù)上所占的位置發(fā)生重大變化，地下生命的多樣性也許會(huì)超過(guò)地表生命。

長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，科學(xué)家一直認(rèn)為，地球上的生命存在形式存在一個(gè)絕對(duì)的限制，但隨著研究人員不斷發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的生態(tài)系統(tǒng)，這一限制始終不曾被確定下來(lái)。這一理論認(rèn)為，溫度、壓力與能量的組合再多，地球生命的總量也一定存在一個(gè)無(wú)法超越的上限。

目前自然世界中能承受溫度最高的生物為Geogemma barossii，這是一種單細(xì)胞生物，生活在海底熱泉中。其細(xì)胞呈球型，能夠在高達(dá)121攝氏度的環(huán)境中生存繁衍。而相比之下，地表能達(dá)到的最高溫度記錄僅為71攝氏度，和一塊全熟的牛排差不多。

“深層生命也許對(duì)全球生物化學(xué)循環(huán)有著重大影響，因此也會(huì)影響到地表世界。”德國(guó)不萊梅大學(xué)的凱烏韋·海因里希（Kai-Uwe Hinrichs）指出。

但要想量化這種影響，我們還有很長(zhǎng)的路要走。

“即使在暗無(wú)天日、缺乏能量的環(huán)境中，地下生態(tài)系統(tǒng)也能以獨(dú)特的方式不斷演化，并堅(jiān)持?jǐn)?shù)百萬(wàn)年之久。”日本海洋地球科學(xué)與技術(shù)機(jī)構(gòu)的Fumio Inagaki指出。

“對(duì)深層生命的進(jìn)一步了解將啟發(fā)我們以全新的方式看待行星宜居性，讓我們得以弄清為何地球上能夠演化出生命、以及生命能否在火星表面或其它天體表面存續(xù)。”

科學(xué)家們之所以能做出這些發(fā)現(xiàn)，還要?dú)w功于不斷降低的DNA測(cè)序技術(shù)成本，以及深海鉆井技術(shù)的最新突破。

“十年前，我們對(duì)主宰地底生物圈的細(xì)菌與微生物的生理知識(shí)所知甚少，”美國(guó)田納西大學(xué)的凱倫·勞埃德（Karen Lloyd）表示，“而如今我們知道，在地球上的許多地方，它們會(huì)將大部分能量?jī)H僅用于維持生存、而不是生長(zhǎng)，這種生活方式真是有趣。”