极端环境中的生命传奇

特别耐脱水的骆驼

如果要你说出一种能够在地球上最炎热、最干燥环境中生存的动物，你首先想到的一定是骆驼。骆驼可以仅用很少的水维持生存，可以在其他动物找不到食物的地方找到吃的；骆驼的这一本领，使它们可以忍受沙漠的干旱、酷热和严寒。

骆驼在不喝水的情况下究竟能支撑多久，取决于它吃到食物的多少。沙漠里白天和夜晚的温差、风的强弱以及它是在工作还是在休息。在撒哈拉沙漠，骆驼可以滴水不进地活好几天；但这并不代表它们不需要水，而是它们能从所吃的植物中得到水分。如果沙漠气温在30℃～35℃之间，骆驼可以两周不喝水。如果气温更高的话，骆驼需要喝水的次数当然就多一些。在白天温度高达48℃、夜晚30℃的毛里塔尼亚，骆驼每5天喝一次水，不过它可以在滴水不进的情况下支撑10天。但是，一旦有水可喝时，骆驼的“海量”足以让人目瞪口呆：给它一次短暂的休息，它能一口气喝下106升水；如果让它休息一整天，它甚至能喝下170升水，这个储量是普通汽车油箱储量的两倍多。

骆驼的耐脱水能力非常强。人类如果丧失12％的水分就会死掉，但骆驼可以丧失4O％的水分却没有生命危险。这是因为骆驼的血液细胞是椭圆形的，有利于血液畅通流动而不至于阻塞或凝固，尽管此时骆驼的血浆会因为脱水而有所减少。如果脱水不是太多，骆驼可以忍受42℃的体内高温而不生病。

最小最顽强的“水熊”

一看到“水熊”两字，你也许已经联想到北极熊、黑熊等庞然大物了。可是这里要介绍的水熊身长不到1毫米。请注意，是1毫米。从热带丛林到花园池塘，只要是潮湿的环境它们就无处不在。但直到1773年，这种不起眼的动物才被人类发现。只有10%的水熊生活在咸水中，其余的都在苔藓或水草密布的淡水中生活。从显微镜里看，水熊的身子短小而肥胖，长着4对肢体，末端有爪子；身上有薄薄的水膜，借此与外界交换气体，同时避免身体过于干燥。

水熊最大的本事是可以停止自己的新陈代谢，这时它们体内的含水量不到1％。生物学家称这种几乎可以使机体完全脱水的能力叫“蛰前脱水”。此时，水熊的身体因纵向收缩而起褶皱，爪子内陷，而且身体表面被一层蜡壳覆盖，以减少体液流失。水熊可以保持这种状态数百年甚至数千年，在此期间它们的繁殖和生长功能几乎完全停止。

上世纪时，科学家曾做过一个轰动一时的实验：他们把从17世纪起就放在博物馆展柜里的苔藓标本取出来，再浇上了一点水。结果发现，附着在苔藓上长达近300年的已经干化了的水熊居然苏醒了过来，并重新开始它正常的生命活动。科学家后来又发现，水熊不仅可以抵御极端干燥的环境，而且还可以忍受大剂量的X光照射和接近真空的生活环境。

不可思议的细菌

科学家经常在一些被打上“不可能”标签的地区发现生命的存在。就在不久前，他们在格陵兰冰川下方约3.23千米处的冰层中发现了一种细菌，它们是迄今为止发现的体积最小的微生物。这种细菌生有类似尾巴的超长鞭毛，最适合在冰层微小的纹理中移动。一个美国科学家小组最近报告说，他们已经成功地让这种估计已沉睡了12万年的细菌苏醒了过来。在此之前的2008年6月，另一研究小组报告了另一种在冰川发现并在实验室成功苏醒的细菌；他们认为那种细菌的年龄已高达200万年。

2003年，一种被称为“地球上最强悍细菌”的耐辐射球菌，在智利的阿塔卡马沙漠中被发现。它们是上世纪50年现的耐辐射球菌一个鲜为人知的亲戚。这种球菌因能够经受住极其严峻的寒冷、真空、干旱和辐射的考验，而曾入选《吉尼斯世界纪录大全》。最近，科学家又发现了抗辐射能力几乎是耐辐射球菌两倍的细菌，它们能够经受住1.8万个单位的辐射；相比之下，人如果受到10个单位的辐射就必死无疑。科学家因此称这种细菌为“地球上抗辐射能力最强的生物”。这三种抗辐射细菌之所以具有如此强大的生存能力，关键在于它们拥有多个基因组拷贝；如果一个基因组遭到破坏，所需的片段可以从另一个基因组复制。

在南非的一个矿井中，科学家发现了一种独一无二的细菌。它们是一种真正“自力更生”的微生物。相比之下，其他所有已知生物体均需要别的生物提供某些营养物质。该矿井位于地下约3.2千米处，完全与世隔绝。这种细菌利用含铀岩石产生的放射能作为能量源，从周围岩石和空气中获取所需的所有营养物质，并完成新陈代谢过程。它们是世界上已知的唯一一个单种群生态系统。

好热闹的生命

1979年，美国科学家在2500米深的海底首次发现了“黑烟囱”。那些“烟囱”其实是海底热泉活动的残留物。当喷出的富含矿物质的热液与海水混合后，便会因沉淀物堆积而形成一个个“烟囱”。因海水的温度、成分与热液所含的矿物质的不同，“烟囱”呈现的颜色也不同。其中最常见的“黑烟囱”的主体一般为硫化物。三十多年来，人们已陆续发现了好多正在活动或已经死去的海底“烟囱”。仅东太平洋一条长7000米、宽约200米的狭长区域内，就有25个之多。有的“烟囱”底部直径达200多米，寿命至少有一万年；还有的正在以每秒几米的速度喷出温度高达350℃的热液。

海底“烟囱”大多分布在海面以下1000～4000米的地方，在那里，每平方米的面积承受着100～400吨的压力；在那里，终年没有阳光，不仅缺氧而且富含有毒的硫化物；人们一直认为那里应该是生命的。但偏偏就在这些林立的“烟囱”周围，竟然聚集了大量生物，其中已被发现的生物种类就达10个门类500多个种属。难道那里就是达尔文曾猜想的诞生地球生命的“原始汤”吗？虽然还没有最后结论，但越来越多的人对此深信不疑。

冷热剧毒都不怕的“庞贝蠕虫”

我们很难想象除了某些细菌外，还有哪一种高等一点的生物能在上百度高温的环境中从容地生活。但地球上偏偏还真有这样的生物存在。就在上面提到的位于东太平洋海底的狭长区域内，从那些“烟囱”里冒出来的热液的温度通常都超过100℃。但就是在这样的沸水环境里，在这些冒着沸水的“烟囱”外壁上，硬是生活着一种毛绒绒的软体动物，专家们叫它“庞贝蠕虫”。它们就像珊瑚虫一样，用自己的分泌物自“烟囱”的岩基向上堆起一条细长的管子，然后就蛰居在自己建造的管子里。

1995年11月至1996年4月，美国生物专家利用著名的深海潜水器“阿尔文”号下潜到海底，仔细查看了三根冒着热液的“烟囱”：它们高5～7米，外壁上密密麻麻地布满了庞贝蠕虫的白色管子。专家们用一根特制的温度计伸进管子测量温度，结果发现，管口温度是20℃～24℃，而在管底，也就是紧贴着烟囱岩基处的温度竟然是62℃～74℃，最高值测到81℃。也就是说，这种体长6～8厘米的蠕虫，居然生活在头尾温差40℃～50℃，有的温差甚至高达60℃的管子里。这还不算，蠕虫们还时不时地来到“室外”，在离它们的“居室”约1米的范围内游荡；而在距“烟囱”1米处，水温只有2℃左右。这证明，生活在那里的庞贝蠕虫确确实实既不怕热也不怕冻，是目前所知的地球上最耐高温、最耐温差的动物。如果考虑到在那种热液环境里，海水中有着高浓度的有毒硫化物和重金属元素，那么庞贝蠕虫的生存能耐显然远不止温度这一项。

生活在如此恶劣环境中的庞贝蠕虫以什么为食呢？与它“相依为命”的是一种丝状细菌，它们依存在蠕虫的背部。蠕虫既为细菌提供培养基并保持细菌周围的水不断地更新，又依靠细菌的分泌物为生。现在，科学家正以极大的兴趣对它们进行深入的研究，或许能从中得到有益于人类的某种启示。