探访第二生物圈

   
    ☉汪品先
    进入潜水球舱内的毕比
    第一位潜入深海的科学家叫毕比，他在1934年写了本《下潜半英里》畅谈观感。他认为，陆地上没有任何环境能够与奇特的深海相比拟，唯一可以与之相比的是太空。到了20世纪晚期，科学家里的深潜高手巴拉德，他也写了书回顾深海探险的历史，正题就叫《永久的黑暗》。
    的确，习惯于陆地生活的人，潜入深海最大的感受就是无尽的黑暗。下到一二百米阳光早已消失，潜器窗外是无穷无尽的黑暗，只有星星点点的“海雪”反映着潜器的灯光。有什么样的生物能够在这黑暗世界里享受生活？
    深海生物至少有两大特点很早就引起公众的注意：一是个体大，二是会发光。欧洲自古就有传说，讲深海里的巨型水怪。从13世纪起，就传说挪威海海水里有种极大的水怪叫“克拉肯”，大得能把整艘船抓起来，它掀起的巨浪足以把船掀翻。“克拉肯”所指的就是巨型章鱼。凡尔纳的《海底两万里》中就有章鱼来袭、尼摩船长血战章鱼的情节。
    深海确实有巨大的头足类，包括章鱼和乌贼，不过到目前为止，已发现的最大的乌贼可达14米长，最大的章鱼才7米长，离“克拉肯”的传说还差得很远。还有一类“海怪”是指巨型的“海蛇”。在北欧的古代传说里，“海蛇”大得居然被错认为是一串群岛。其实，被误认为“海蛇”的常常是皇带鱼——一种深水硬骨鱼，生活在温暖海区上千米的深处，最长纪录有17米。所以说深海“水怪”的传说，并不都是空穴来风。许多动物，生活在深海里的往往比浅水里的大得多，连深海的虫子也大得惊人。
    我们熟悉的潮虫，在地上只有1厘米大小，而深海类型的潮虫居然有76厘米大、1.75千克重。为什么深海动物特别大呢？其中一个原因可能是食性。这些靠捕食为生的异养动物，在深海里觅食很不容易。只有个体大的动物才能够一次大量进食、经受长时间的饥饿，然后再进行长距离转移去寻找下一个猎物。
    陆地生物发光的很少，只有萤火虫等几种；而海洋生物从细菌到鱼类，几乎所有的门类都有会发光的物种。海洋动物发的是冷光，主要是蓝色和绿色，发紫光、红光和黄光的少。不同于光致发光的荧光与磷光，生物发光不需要外来光源，而是在虫萤光素酶的参与下，依靠生物形成的虫萤光素进行氧化作用就能发光，所以发光是海洋生物一种主动的行为。
    深海生物的发光现象，早在19世纪“挑战者”号环球航行和20世纪30年代毕比乘坐潜水球探索深海时就已被发现。不难想象，在漆黑的深海里，微弱的萤光可以起很大的作用。一方面，这是一些生物重要的种内通信手段。一些鱼类、章鱼、介形虫会在交配季节，依靠发光的途径“找对象”。另一方面，发光也是诱捕猎物和摆脱敌人的办法。黑伞水母在遇到紧急情况时会喷发出萤光光幕来分散敌人的注意，赢得逃生的时间；有些鱿鱼的腕足很长，腕足末端可以发光，在逃不掉的时候可以放弃发光的腕足以误导敌人保全生命。
    深海发光动物
    世界大洋平均3700米深，而有光带不到200米，因此海洋的95%是在“永久的黑暗”里。这种环境必然影响生物的演化，比如深海既然永久黑暗，眼睛就成了累赘。虾是鲜蹦活跳的动物，不但有突出的眼睛，有的还长有眼柄。但是到了大西洋中脊二三千米的深处，有一种盲虾就不长眼睛，密密麻麻“盲目”地挤在热液口附近。它们背上长着两块能够感光的斑，用来感知热液。深海热液本身不发光，但是有高温就有热辐射。大西洋盲虾吃细菌，依靠热液区化学合成营养的细菌为生，盲虾通过背上长的感光区来感知热液，以便和热液保持适当的距离。
    这种不靠阳光靠热液、不靠氧靠硫的生物群，在深海海底，构成了一个“黑暗食物链”，与依靠太阳、以光合作用为基础的“有光食物链”相对应。
    宏观地说，在化学元素周期表里，有光食物链靠的是氧，黑暗食物链靠的是硫；在能源产生的物理机制上，有光食物链靠的是太阳内部的核聚变，黑暗食物链靠的是地球内部的核裂变。
    两个生物圈泾渭分明：一个光亮一个黑暗，一个氧化一个还原，一个靠光合作用一个靠化学合成，一个靠外来的太阳能一个靠地球内部能量。能不能再添上一项：一个常温一个高温？错！常温之下，也有黑暗食物链。冷泉和热液一样，能支持化学合成生物群。
    深海的发现，挑战了生物圈的基本概念——太阳能和光合作用才是一切生命活动的根源。如果我们再进一步放开时空视野，就有另外一个重要问题：这些深海中的生物从哪里来？我们在深海中看到的珊瑚、蠕虫、贻贝、蛤类、螺类、螃蟹、藤壶等，都和浅海，甚至潮间带见到的类型相近，并不是深海特有的门类。由此推想，现在生活在热液、冷泉、深海海底的生物，是从海洋上层迁移进入深海，然后适应深海环境继而繁荣的。进一步推论，它们可能是在显生宙五六亿年来五次生命大灭绝中，从上层浅海逃到深水避难，遂形成了现在的深海生物群。
    （白龙堆摘自上海科技教育出版社《深海浅说》一书，本刊节选）