第一百九十三章深海古菌

    cpa300_4、技术上受joides指导。由有动力定位设备的“格洛玛·挑战者”号钻探船负责钻探。

    1968年8月，“格洛玛·挑战者”号首航墨西哥,深海钻探计划正式开始。它用五年半的时间完成了三期钻探计划。同时发现了一个让人们匪夷所思的世界。这里没有阳光，海底的火山的岩浆喷口使得地表是沸腾灼热。正是这样特殊的环境创造了许多最稀奇古怪的水下生灵，比如有种6英尺长的虫子，身上布满了红色的血管，可是它却没有消化器官；全盲的白色螃蟹和短脚的蜂窝虾有着不可思议的本领，它们凭感觉就可以辨别正确的方位去取暖和觅食。这些深海异形所生存的封闭环境和地球上其他物种的非独立生态系统完全不同。他们甚至发现了古菌……那是目前生物地球化学研究的热点之一。所谓古细菌就是远古时代特殊生态环境下生活的细菌，其生活习性和化学组成都很特殊。它适合生活于高温、高盐和缺氧的环境。细胞壁不含肽聚糖；细胞膜的脂类与其他任何生物都不一样；rna聚合酶和核糖体中的一种蛋白质都和真核细胞相似而和原核细胞不同。..它们可能是原始地球形成初期古老细菌的代表，保持了古老的形态，很早就和其他细菌分道扬镳。所以，有人依据平行同源基因构建的“estor”生命进化树，认为生命的共同祖先estor是一个原生物。

    原生物在进化过程中产生两个分支，一个是原核生物如细菌和古菌，一个是原真核生物，最原始的真核生物的直接祖先，很可能是一种异常巨大的原核生物，体内具有由质膜内褶而成的象内质那样的内膜系统和原始的微纤维系统，能够作变形运动和吞噬。以后内膜系统的一部分包围了染色质，于是就形成了最原始的细胞核。中国贵州瓮安地区

    的陡山沱组磷块岩中保存有完美的多细胞生物化石，它们为解决复杂多细胞生物演化的关键问题提供了直接的证据。瓮安地区的陡山沱组磷块岩沉积在距今大约6亿年左右，正是复杂多细胞生物开始繁盛的时期。早在20世纪90年代，科学家就报道过瓮安生物群中的红藻化石、早期动物胚胎化石，以及类似早期珊瑚的刺细胞动物化石。对这些化石的解释一直存在争论，有的科学家提出，瓮安生物群的动物胚胎状化石可能是单细胞真核生物，甚至可能是细菌。之后，科学家在加蓬的弗朗斯维尔意外发现了大批保存完好的生物化石，根据对其周围沉积物进行的测算，这些化石已有21亿年的历史。这些罕见的古老生物化石长度在10厘米到12厘米之间，堪称“大化石”，科学家分析认为，它们既不可能是原核生物，也不可能是单细胞真核生物。

    之后的进化过程中细菌和古菌首先向不同的方向进化，然后原真核生物经吞食一个古菌，并由古菌的dna取代寄主的rna基因组而产生真核生物……最后是万物之灵的……人。从进化的角度，如果把地球的年龄比喻为一年的话，则原生物约在3月20日诞生，而人类约在12月31日下午7时许出现在地球上。

    古菌不仅能在岩浆地热的高温、强酸、碱性条件、高盐度、缺氧等极端条件下存在,而且能在普通海洋环境中存活。在这些细菌中有一种最抗热的菌株在105c繁殖率最高，甚至在高达113c也能增殖。深海极端嗜热和产甲烷细菌，备受人们关注，因为它位于生命进化系统树的根部附近，对它进行深入研究，可能有助于我们弄清世界上最早的细胞是如何生存的问题。由于该计划执行以来取得了显著成果，因而苏联、联邦德国、法、英、日等国相继加入joides，深海钻探计划进入国际合作的新时代，即大洋钻探国际协作阶段，又称“国际大洋钻探计划”。ipod是深海钻探计划的第四阶段，它继续延用dsdp的航次和编号，1975年12月第45航次开始了国际大洋钻探计划的钻探活动，重点研究洋壳的组成、结构和演化。

    深海钻探的许多发现具有深远的意义。特别是证实了地质历史上曾不止一次出现区域性的或全球性的偶然事件。和所述的大洪水、世界末日等足以构成证据链。这些事件发生在极短的时间内，引起了急剧的环境变化，并保存在沉积记录中。深海钻探资料为这些变化提供了证据，如地中海变干事件和白垩纪末期生物绝灭事件等，奠定了如今的古海洋学。但是，深海钻探也证明，实际情况要比原来的设想复杂得多。日本海沟、马里亚纳海沟等均未发现足够规模的增生楔形体。事实迫使人们另作解释，于是有“陆壳下曳”或“构造侵蚀作用”模式的提出。在这样的活动边缘，沉积物随板块潜入地幔，陆壳因洋壳的俯冲拖曳而下挠，并常因壳下侵蚀作用而使陆壳变薄。

    同时，那可是美苏争霸春秋，上世纪70年代，苏联实施了庞大的大

    陆科学深钻工程，其科拉超深钻孔深达12262米，在9000米深度附近发现了富含金的岩石。德国于1987年至14年实施了举世闻名的计划，发现0米以下存在大量的含矿热卤水，有着很强的现代地质作用。发现了另一种嗜盐细菌，它能在极端地盐环境下生长和繁殖，特别是在天然地盐湖和太阳蒸发盐池中生存。由渗透势原理可知，高盐溶液中的细胞将失去更多的水分，成为脱水细胞。而嗜盐细菌可产生大量的内溶质或保留从外部取得溶质的方式来维持自身的生存，日本人也紧随其后。

    同样，早在二十年前，中国重整旗鼓的地学界的科学家和工程技术专家就提出应采用科学钻探的方法进行地学研究，并开始进行前期的资料搜集和信息研究工作。国际地学界认为，中国具有全球意义的世界级科学钻探场址有三处，即世界屋脊、大别苏鲁超高压变质带和阿尔金大断裂。遗憾的是，由于对世界屋脊和阿尔金大断裂的研究程度不够等原因，短期内实施科学钻探条件尚不具备，因此，中国第一口大陆科学深钻选在大别苏鲁超高压变质带。

    所谓超高压变质岩层带，是指数亿年前由于地壳运动，原本处于地表的岩层向下俯冲到地幔深处，在高温高压的作用下变质，然后短时间内从地底重回地面。这种特殊岩层的发现，被公认是继板块学说提出以来，地球科学研究领域取得的重大突破性进展之一。经过中外地球科学家十余年的广泛调查和论证，一致赞同在江南北部东海县毛北村实施科学深钻。1999年9月27日，国家计委批准了中国大陆科学钻探工程立项建议书，同意在江南省东海县实施一口5000米钻孔的科学钻探工程。

    2001年6月25日，在江南省东海县毛北村的科钻现场，高高的井架开始发出轰鸣，中国大陆科学钻探工程的科钻一井正式进行钻进。2005年3月8日，科钻一井在坚硬的结晶岩中成功钻进到地下5158米时胜利完钻。在中国大陆科学钻探主孔5000米不同岩性的锆石中，普遍存在柯石英和超高压矿物包体的组合，并且在区域3平方公里范围内以及多个4001000米深卫星孔不同岩性锆石中，均普遍有相同的发现，表明苏鲁地区曾发生大陆地壳三维空间巨量物质深俯冲至100公里以下地幔中的壮观地质事件。地表岩石在上下100公里这么巨大的尺度上，上下穿插，难道不会形成空洞吗？难道不会把地表的植物和海水带入空洞吗？为此，很多人认为不能把高原地下5000米到1万米深处的构造，简单的理解为象普通石块那样是实心的。

    学者摊摊手，事实上，国际上一直认为，鉴于中国的地下钻探一直处在保密中，很可能现在的世界屋脊已经被钻透而直通幽暗地域了。是的，基于以上科技成果，我认为，既然所描绘的牛形地区不在地面上，就很可能在世界屋脊和帕米尔高原的地表五公里以下。为简单起见，我把这两个高原合称为牛形高原，或只称为世界屋脊。