幽暗的海底竟像重工业基地一样“烟囱”林立、烟雾缭绕，令人惊异的是，在深海的三四百摄氏度的“黑烟囱”边上，有着不靠太阳进行光合作用而生存的“黑暗生物链”。
昨天是达尔文的《物种起源》发表150周年，在江苏省科协和南京古生物所举办的“达尔文与进化论”科学论坛上，中科院院士、同济大学海洋学系教授汪品先介绍，近30年来随着深海生物科研的不断深入，科学界有看法认为：生命可能起源于深海“黑烟囱”；而英国杰出的生物学家、进化论的主要奠基人达尔文自己也曾假设过，生命可能起源于“一小池热水”。
汪品先院士说，深海生物的新发现对进化论提出新的课题：深海底下的微生物，它们是不是许多万年前躲入地层的“桃源遗民”？在深海极端条件下，它们又如何维持着缓慢的新陈代谢和遗传生殖？有光食物链和黑暗食物链的海洋生物，有没有基因交流的渠道？各大洋热液生物群并不相同，是什么因素能决定着它们的生物地理分布? 深海微生物，是不是还保留着地球上或者地外星球生命起源的踪迹？
神奇的深海生物
深海热液生物群否定“万物生长靠太阳”
在达尔文考察的地点发现深海热液生物群
深海底是一个什么世界？早在19世纪凡尔纳的《海底两万里》就描绘了人们在大海里的种种惊险奇遇。而人类对深海生物的认识却是在最近30年里形成的，100多年前，达尔文进行环球考察时曾经在南美洲西海岸加拉帕戈斯群岛停留，他在那里观察燕雀，发现不同种群燕雀的喙尖形状不同。那段时间是达尔文形成进化论思想的关键时期。
巧合的是，上世纪七十年代加拉帕戈斯群岛又发生了一个惊天动地的事情——发现了深海热液。1977年美国“阿尔文号”深潜器潜到深海，发现了深层海水比旁边的水都热，测得深层海水高达8摄氏度，同时海底出现白色的巨型蛤类。这种反常的现象引起专家们的关注。
到了1979年，“阿尔文号”又来到这里，并且还带了很多生物学家一同前往。正是这次的研究，揭开了“深海热液生物群”的神秘面纱。科学家们又在同一地点约2610—1650米的海底熔岩上，发现了数十个冒着黑色和白色烟雾的烟囱，约350℃的含矿热液从直径约15厘米的烟囱中喷出，与周围海水混合后，很快产生沉淀变为“黑烟”。海底热液带出大量硫化物，遇水冷却后形成巨大的“黑烟囱”。海底“黑烟囱”是一个非常奇异的现象： 蒸汽腾腾，烟雾缭绕，好像重工业基地一样。而且在“烟囱林”中有大量热液生物围绕着烟囱生存。热液生物群的发现颠覆了人们对于生物原先的看法，这是人类从来没有见过也无法想象的生物。
海底蠕虫3米长，带鱼也有十几米
热液生物群究竟是何方神圣？汪品先院士告诉记者，它们非常怪。最具有代表性的生物是3米长的管状蠕虫，这种蠕虫非常不一般，像蛇一样，但是没有口腔和肛门，什么都不吃，全靠海底硫细菌的化学作用给它提供养分。
汪品先介绍，其实“热液”这种现象离我们并不远，在台湾的东北角，有一个龟山岛，在20多米水深的地方也会冒出热液来，所以这种热液不是非常罕见的东西。世界上有100多处发现了热液。这种热液里面都有各种古古怪怪的生物，许多动物到了深海变成“巨型”，个体大有利于一次性大量取食，也有利于迅速运动到达食物源，能够忍耐长期饥饿。比如皇带鱼是生活在千米深海的巨型动物，是传说中的巨型“海蛇”，要10多个棒小伙子排成一排才能抬起。而有的热液生物人们不能轻易碰它们，因为它们都是吃硫长大的，毒性非常强。
汪院士说，各大洋热液生物群并不相同，是什么因素决定着它们的生物地理分布? 它们只是在热液口，而热液口的距离是很长的，这又是科学上的一个大题目。你可以想象，海底没有什么好吃的，沉船掉到海底的木头、海底鲸鱼的尸体，都可以成为深海生物的栖居地，为热液生物的传播提供“跳板”。
不靠太阳生存的“黑暗食物链”
热液生物群除了奇怪以外，最重要的发现就是否定了人类从前所认为的万物生长靠太阳的理论。原来，在这个世界上除了有光的食物链之外，还有一个黑暗食物链。汪品先说，万物生长靠太阳，热液生物这些家伙们见不得太阳，可以说是“见光死”。它在黑暗里面生活，怎么可以不靠太阳呢？靠地热，地底下的热带上来物质以后，就进行化合作用。你吃的所有菜，基础是光合作用。但是它们吃不得这种东西，它吃的是地热和油细菌，我们靠叶绿素，它们靠硫细菌，我们发现的是另一种生物。打个比方，如果我们生活在阳间，那么热液生物就是生活在“阴间”。
汪品先说，海底黑暗世界里热闹的不仅仅只是“热液”，还有“冷泉”，有营养就有生物在生活。比如“冷泉”附近也有贝壳，还有冷水珊瑚，和热带的珊瑚不同，它不需要阳光，生长缓慢，一年只长1 毫米。它主要生活在200-1000米深、4℃-12℃的冷水里，尤其是在有油气或“可燃冰”的甲烷泄出的地方，可以在海底形成最高35米、长13公里的“丘”。 正是这“热液”“冷泉”的种种活动，构成独特的“黑暗食物链”，这是与我们习惯的地球表面系统不同的“另一个世界”。
“黑烟囱”可能就是生命起源的“原始汤”
海洋里的病毒总长度超过60个银河系
汪品先表示，海底生物的丰富性远远超出人们的想像。在近海地区，一立方厘米海水中就有1亿个微生物。汪品先院士说，在海洋的微生物中，最多的是病毒，如果病毒手拉起来，总长度可以超过60个银河系。
以前人类总以为海底以下像坟墓一样，没有任何生物。而根据估计，地球上活的生物量，有30％是在海底地下，原核生物（细菌）有55％到85％是生活在地底下，这也就彻底改变了人类生物圈的概念。可以想象一下，这些微生物被埋在石头和泥巴里面，在“水深火热”中生活着。汪品先院士告诉记者，海洋底以下500m以内的地层中平均含微生物为1.5吨/公顷。
细菌“万寿无疆”
地球上的生存空间，陆上平均厚度30 米，海洋平均厚度 3800 米，那么海洋底下的生命又是多少米？汪品先说，这是尚待揭示的“黑暗世界”之谜。除此之外，大家知道蛋白到了70℃就烧熟了，但是洋底的热液出口的地方是300℃，现在都不知道它们是怎么生活的。
这一系列的问题就给人类提出了一个课题，什么是生命的极限？汪品先院士说，原先人们的认识是，海水的酸碱度是pH7，在这个值上下，生命能够存在，但是现在有一些原核生物能够在pH值为零的环境下生存，完全生活在酸里面，这样的生活怎么过啊？汪院士说，别担心，这些生物生活得很滋润。
挑战的不只是生命极限，还有寿命。汪品先告诉记者，科学家在美国一个湖泊里面找出来一个活的细菌是2500万岁，更有甚者，岩盐里面发现的细菌是2亿5千万岁，这真叫“万岁万岁万万岁”。
汪品先也表示，同样的难题也摆在人类面前，既然能活2亿多年，难道有朝一日它还会死吗？在岩盐晶体里休眠2亿多年，靠什么机理修补“身体”？哪来的能量？这是不是提供了行星之间交换生命的机制？
生命可能起源于深海“黑烟囱”
近30年来随着深海生物科研的不断深入，科学界有看法认为：生命可能起源于深海“黑烟囱”。汪品先说，金属硫化物（硫化铜、铁、锌等)在内壁沉淀，形成“黑烟囱”，黑烟囱生长迅速，一天可以长 30厘米之多。“黑烟囱”附近生物链的基础是细菌，细菌通过化学作用吸取地热带出来的能量，形成各级生物链的营养源。“黑烟囱”附近生物链的生存环境十分恶劣， 同时，这些“烟囱”大多分布在海面下1000-4000米的地方，温度有些高达400℃，且这里少光、缺氧、富含硫化物，与35亿年前的太古生命起源极其相似。 而且，这里存活的一些细菌也非常原始，接近所有生命的共同祖先。
光合作用也可能起源于深海。科研人员在大西洋深海热液口发现，有一种虾的背上有感光区，能够感知蓝绿光线。另外，美国科学家在5000米深的海底曾关闭深潜器灯光5分钟，在热液口发现光线。“这种光显然被最早的某一种生物利用了，这个时候光合作用效率高的优越性就表现出来了，把生物的演化往前推进。”
汪品先说，达尔文在1871年写给J.D. Hooker 的信里，说到生命起源可能是在“一个小的暖水池”里。这也就是后人讲的“原始汤”。达尔文生活的年代对深海基本还是一无所知，这个想法经过很多年都没有证实。近30年来深海生物科研的重大突破则是对这种假想的佐证。
快报记者 安莹
揭秘
《物种起源》
差点变成《鸽子起源》
新华社伦敦１１月２３日电 “啊，鸽子……”查尔斯·达尔文叹了一口气，将一封刚刚看完的信放到了桌上。这是出版商给他的回信，提到《物种起源》的书稿难懂而又缺乏证据，建议达尔文将其改成一本有关鸽子的通俗读物。
为纪念《物种起源》面世１５０周年，英国作家亨利·尼科尔斯近日在《自然》杂志专刊上描述的这一情形，为我们提供了有趣的想象空间，如果《物种起源》真的变成了《鸽子起源》，那会是什么情形？
这并不是完全的空想，在当时的英国维多利亚时代，养鸽子是英国上至女王、下至百姓都热爱的活动，人们竞相攀比培育品种奇特的鸽子。达尔文自己也有一个鸽舍，并已进行了一些有趣的研究。
达尔文当时已注意到，尽管人们饲养的不同品种的鸽子外形各异，但它们可能有一个共同的祖先。他因此研究了各种活鸽子、鸽子蛋甚至是鸽子血，并绘制出一张包括凸胸鸽、扇尾鸽、信鸽等不同种类鸽子的家族谱系图。如果沿着这个方向走下去，达尔文真有可能撰写出一本《论人工饲养的鸽子起源》。
但我们今天看到的是巨著《物种起源》，这是因为达尔文坚持要通过地理分布、古生物化石、种系杂交等多方面的宏大论述来展示他的自然选择理论，小小的鸽子显然无法承担这一重任。
达尔文在给出版商的回信中说，相关建议是不现实的。至于书稿难懂和证据不那么充分这两个缺点，他说：“我已经尽了自己最大的努力。其他人如果有我收集的这些材料，我不怀疑他们也许能做得更好，但这只是无用的假设。”
后来，《物种起源》在１８５９年１１月２４日出版，并产生巨大的社会影响。也许鸽子爱好者们失去了一本经典的饲养手册，但感谢达尔文为人类留下了一部革命性的科学巨著。
链接
《物种起源》
阐述的进化论思想
●一般进化论
物种是可变的，现有物种由别的物种演变而来，一个物种可以变成新物种，这是已被科学界普遍认可的观点。
●共同祖先说
目前，分子生物学已发现所有生物都使用同一套遗传密码。
●自然选择说
●渐变论
即物种是通过微小的优势变异逐渐改进的。
