地心居民？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了地心深處的龐大生命群落，他們靠充電活著

在我們腳下數(shù)千米深的漆黑巖石世界里，竟然隱藏著一個(gè)龐大而古老的生命王國！ 這些我們看不見的“地心居民”，構(gòu)成了地球上絕大多數(shù)（約占95%）的原核生物，幾乎占到了整個(gè)地球生物總量的近五分之一。

長久以來，科學(xué)家們都在困惑：在陽光永遠(yuǎn)無法抵達(dá)的黑暗深處，這些生命究竟靠什么能量來維持生存和繁衍？ 這個(gè)謎題，直到最近才有了顛覆性的答案。

原核生物

原核生物是什么？它們是地球上最古老，數(shù)量也最龐大的生命形式，通常是一類結(jié)構(gòu)非常簡單的單細(xì)胞生物。它們和我們熟悉的動(dòng)物，植物，真菌這些真核生物最大的區(qū)別就在于：它們沒有真正的細(xì)胞核。

真核生物的DNA被特殊的雙層核膜嚴(yán)密保護(hù)，形成界限分明的細(xì)胞核，猶如細(xì)胞中的"獨(dú)立包間"。相比之下，原核生物的DNA直接漂浮在細(xì)胞中央的核區(qū)，完全暴露在細(xì)胞質(zhì)環(huán)境中。

原核生物一般體積很小，其直徑通常只有0.1--5微米，比真核細(xì)胞要小得多。別看它們小，這種微小的體型加上簡單的結(jié)構(gòu)，反而讓它們有了獨(dú)特的生存優(yōu)勢。

這里要說到一個(gè)“表面積體積比”的概念。以立方體細(xì)胞為例：當(dāng)邊長為1毫米時(shí)，6平方毫米的表面積與1立方毫米的體積形成6:1的比值。但將邊長簡單放大到2毫米時(shí)，雖然表面積增至24平方毫米，體積卻激增至8立方毫米，使得比值驟降至3:1。

因此，體積越小，那么表面積體積比就越大，這樣生物體接觸外界，吸收營養(yǎng)和排出廢物的效率就越高。正是這種高效的結(jié)構(gòu)，讓原核生物幾乎無處不在，水和土壤，巖石和空氣，甚至在我們?nèi)梭w內(nèi)外，比如皮膚表面和腸道里，都有它們龐大的身影。

如今，原核的生物主要有兩大陣營：細(xì)菌和古菌。細(xì)菌大家比較熟悉，比如我們腸道里的益生菌或很多致病菌。古菌則相對神秘一些，它們是地球生命史的“元老”級生物，它們擁有特殊的醚鍵和分枝狀脂質(zhì)分子，這讓它們尤其能適應(yīng)一些極端環(huán)境。

巖石里的"電網(wǎng)"

在地球深處黑暗無光的環(huán)境中，竟然生活著大量依靠"充電"存活的微生物！近日，我國的科學(xué)家們通過模擬地震時(shí)地殼運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，揭開了這些奇特生命的神秘面紗。

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，巨大的巖石在會(huì)壓力下斷裂，斷裂處會(huì)暴露出無數(shù)斷裂的化學(xué)鍵。這些斷裂的化學(xué)鍵非常活躍，它們會(huì)立即與接觸到的地下水發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。瞬間產(chǎn)生大量的活性物質(zhì)，最主要的是氫氣和過氧化氫這些能量豐富的“燃料”和“氧化劑”。

這些活性物質(zhì)中，特別是氫氣，會(huì)進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)巖石中廣泛存在的物質(zhì)（比如各類含鐵礦物），并與之發(fā)生一系列氧化還原反應(yīng)。簡單說，就是電子在礦物之間傳遞，形成一個(gè)持續(xù)流動(dòng)的“電子流”。

這個(gè)遍布巖石縫隙的電子流，就這樣在地層下構(gòu)建出了一個(gè)龐大復(fù)雜的“電網(wǎng)”，其間流動(dòng)的電力，正是深處微生物賴以生存的養(yǎng)料。

生活在地下各種黑暗角落的各種微生物（主要是原核生物），會(huì)巧妙地“吸收”這些流動(dòng)的電子，再結(jié)合地底環(huán)境中普遍存在的二氧化碳，硫酸鹽等物質(zhì)，從而合成自身生長繁殖所需的生物物質(zhì)。

依靠這種機(jī)制生存的原核生物，可能占據(jù)了地球上所有原核生物的95%！更驚人的是，這種能量獲取方式的效率遠(yuǎn)超已知的深部能量來源（如蛇紋石化反應(yīng)），足足高出10萬倍！這也解釋了為何在既無陽光又缺乏有機(jī)物的極端地下環(huán)境中，生命依然能如此繁盛。

極端生存大師

在原核生物的世界里，生存高手比比皆是，它們的生存本領(lǐng)可遠(yuǎn)不止"充電"這么簡單。接下來就來介紹幾位特別的"極端生存大師"。

首先是產(chǎn)甲烷菌古菌，它們特別喜歡無氧環(huán)境，像沼澤爛泥塘底下，牛羊的胃里，甚至地殼深處。它們能把氫氣，二氧化碳等氣體，轉(zhuǎn)化成甲烷（CH4），即天然氣的主要成分。現(xiàn)在人們已經(jīng)把它的這個(gè)本領(lǐng)應(yīng)用在沼氣生產(chǎn)中了。

再比如極端嗜熱類菌，它們非常“嗜好”高溫。它們專挑火山溫泉，海底熱泉這類"沸水區(qū)"安家，在100℃以上的環(huán)境中仍如魚得水，這樣的溫度，換成讓普通生物早已經(jīng)被煮熟了。它們的生存秘訣在于進(jìn)化出了特殊的細(xì)胞構(gòu)造和代謝機(jī)制，能合成耐熱蛋白。

這給了科學(xué)家們極大的啟發(fā)。試想，如果能把這些生物的耐高溫機(jī)制用在工業(yè)生產(chǎn)上，比如需要高溫環(huán)境的化學(xué)反應(yīng)或者生物燃料制造，效率豈不是能大大提高？

此外，還有極端嗜鹽菌類，在死海，鹽湖或者曬鹽場里，鹽的濃度高到能讓普通細(xì)胞脫水而死，它們卻能在里面游泳、生長，甚至把環(huán)境染成一片片漂亮的粉紅色或紫色。在它們細(xì)胞里，有著一套獨(dú)特的機(jī)制來對抗高鹽環(huán)境。

研究它們，不僅能讓我們理解生命的極限，它們體內(nèi)的一些耐鹽蛋白質(zhì)（比如著名的“紫膜蛋白”）在生物傳感器，對于各種極端環(huán)境生物的研究，以及未來的光電子傳感器件上都有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

結(jié)尾

這些在極端環(huán)境下生存的生物們，徹底刷新了我們對生命的認(rèn)知。原來，在地球很多我們看不到的角落，并非是一片死寂，而是充滿了看不見的"隱形居民"。它們不需要陽光，不需要氧氣，甚至連堅(jiān)硬的巖石縫隙都能變成它們的"充電站"。這生命的頑強(qiáng)，遠(yuǎn)超我們的想象！

研究這些"地心居民"意義重大。未來，我們或許能借鑒它們的"充電"本領(lǐng)開發(fā)新能源，或者利用嗜熱菌的特性來優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)。更讓人興奮的是，如果連地球的巖石縫隙里都能藏著這么多生命，那火星，木星以及其他行星的地層下，是不是也可能有類似生命呢?