我們腳下的奇特生物

文｜Joanna Klein

來源｜The New York Times

探索地球內部的旅程已經展開，科學家發現了改變我們對生命認識的地底微生物

在地球表面上，燒滾的水可以殺死大多數生物。但是，這個名叫單細胞地球芽孢菌（Geogemma barossii）的生物活在另一個世界，就在我們生活的地球裡面⸺即地底深處。攝氏 100 度的沸水，對牠們來說其實反而非常冰冷，因為牠們通常在約攝氏 121 度的環境中生活、繁衍。在地球上，沒有任何其他已知的生物能夠在這種極度高溫下存活。但，單細胞地球芽孢菌只是生活在巨大地下棲息地的眾多神祕微生物之一，且直到最近才被人類發現。為了更瞭解這些隱藏在地底下的棲息地，來自世界各地的科學家組成的「深碳觀測台」團隊（Deep Carbon Observatory），歷經十年研究後，於 2018 年發表了一些驚人發現。研究員利用高科技鑽孔機、水底無人機與潛水器、加壓收集管、最新 DNA 技術和電腦模型，探索了火山、鑽石礦、海底熱泉、海底泥火山，和其他海底或地底的極端地點。而他們的發現，完全顛覆我們對世界的瞭解。所以，科幻迷們歡呼吧。探索地球中心的旅程，真的已經開始了！

Ⓐ地下之王

古菌是一種沒有細胞核的單細胞微生物。地底深處的生物，絕大多數都是古菌或細菌，據估計，這類微生物在地下的數量，甚至比在地上還多。

一項對世界各地數據進行的分析顯示，大約有 1.6 兆至4.8 兆種微生物活在陸地底下，甚至還有更多微生物生活在海底之下。牠們加起來的重量，相當於 2 億隻藍鯨⸺並且遠遠超過全世界 78 億人口的總重量。地底的生物多樣性可媲美地表，而且，大多數地下生物還尚未被發現或鑒定出來。

美國計算生物學家卡拉・馬格納博斯科（Cara Magnabosco）表示，這意味著，地球上大多數微生物，可能和我們心中對微生物的印象完全不同。
隨著科學家們持續研究，他們發現的生物挑戰了我們認知的「生命之樹」（物種的譜系），卻也同時擴大了生命之樹。

正如沙漠、熱帶雨林和北極苔原的植被會因環境而有所變化，微生物群落也會隨著棲息地改變而有所不同⸺無論是深埋在海底沉積物或硫磺地殼之下，還是包裹在地底的花崗岩、玄武岩、砂岩或黏土之中。甚至有一些真菌和多細胞生物（例如昆蟲和蠕蟲）也生活在地底深處。

Ⓑ沒有氧氣？吸岩石吧

在地底深處，基本上有兩種生存方式。首先，有些「食腐動物」會食用埋在地底數億年之久、地表光合作用後的殘餘物，藉此存活下來。

另一種是，「化能自營生物」（chemolitho-autotrophs）會進行一種無陽光的光合作用，並呼吸周圍的任何東西。

「我們熟悉的是有氧呼吸（呼吸氧氣），但微生物有很多選擇，」法國里昂第一大學的地球生物學家伊莎貝爾・丹尼爾（Isabelle Daniel）說。

比如，有「最頑強生命」之稱的金礦菌
Candidatus Desulforudis audaxviator）會呼吸特定岩石遇水後釋放的物質：「你拿一塊岩石，加水，稍微加熱，甚至不用加到極度高溫，它就會產生生命所需的一切。」美國諾克斯維爾大學的微生物學家凱倫・洛伊德（Karen Lloyd）說。

其他微生物甚至會呼吸鈾，並將廢物以微小晶體的方式排出。

地下微生物可能每 30 年才繁殖一次，甚至需要更長時間。如果養分不足，微生物將進入休眠狀態，並把僅剩的能量用在維持自己活著。

牠們會在出現其他養分來源時繁殖，這需要等上好一段時間，甚至是以漫長的地質年代為單位（比如長達五千多年的侏羅紀，就是一個地質年代）。一個新的微生物族群要取代一個舊的族群，可能需要數十年、甚至數千年的時間。

Ⓒ生命可能的起源

我們不知道這些微生物到底是從哪裡、在何時、又是怎麼到達那裡的，但我們知道，地底深處的化學活動支撐著這些生命，而且這些居住在地底深處的微生物，似乎與表層的居民擁有共同的祖先。

在數十億年前氧氣還沒開始大量存在時，地球的早期化學性質，可能類似於如今地底深處的生物圈。這導致一些科學家開始思考：這有沒有可能就是生命起源之處？
透過模擬地底深處的生物圈、正確的化學反應如何產生有機物質，並建立模型，研究員希望能夠找出生命到底起源自地表、還是地底深處的

Ⓓ挖掘更多答案

科學家發現了在地面下約 5 公里處繁殖的微生物，以及在海底下 10 公里處產生甲烷的細菌。

「要是明天太陽消失了，這些傢伙根本不會在乎，」微生物學家洛伊德說。
究竟生命能存活於地底多深的地方，仍然是個未解之謎。

1970 年代，蘇聯科學家在地殼上鑽了 12 公里深的洞，這個地方現在被稱為「科拉超深鑽孔」（綽號是「地獄之門」）。洛伊德說，人們在那麼深的地底並沒有發現生命，但當時他們的目的也不在於尋找生命就是了。

現在，有了一艘名為「地球號」的日本深海鑽探船，科學家們正試圖往下一路鑽到「地函」，地函是在我們所生活的「地殼」與地球最中心的「地核」之間，厚度達約 2,900 公里的岩石和礦物層。

「他們還沒有鑽得那麼深，但我們所有人都在祈求好運，」洛伊德說。「我們還沒有真正鑽到超越生命存在的地方。」

地函中的條件是否嚴酷到無法維持生命，這點很難得知。畢竟，這些微生物可以依靠最小的一滴水（許多甚至不需要氧氣）就生存下來，牠們不斷挑戰人類對於生命極限的認知。

「在我們認為不可能存在任何細胞的地方，我們找到了細胞，」丹尼爾解釋道。

愈靠近地核的地方，溫度就會愈高，的溫度可能會破壞構成細胞的蛋白質和脂肪，至少在實驗室中是這樣。

「生命究竟會延伸到地底多深？」丹尼爾問。這得要到我們抵達那裡，才能知道了。

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