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弱肉強食的確名副其實。就在一滴海水中,大家也是你咬我啃,從上到下,或從下往上,誰都能消滅別人,沒有任何紀律問題。這難道不像一場史無前例的大混戰嗎?圣地亞哥斯克里普斯海洋研究所的阿扎姆法魯克·阿扎姆教授對海水進行的精細研究無人能及,他不但發現海中有成萬上億的微生物、細菌、病毒和藻類生物,還發現了它們的生活區。這些小東西愜意地生活在一個大的網狀結構中,里面有黏糊糊的糖化合物、聚合物、膠體。阿扎姆道:“在顯微鏡下,人們可以看到透明的纖維、皮和膜,這些小東西把水搞成了一種薄薄的膠狀物。”
哈哈,膠狀物。
海洋中所有微生物群都彼此提防,有些生物會主動掠食,比如紅潮毒藻。這是一種劇毒藻類,蜷縮在明膠組成的囊狀物中,在里面變成僵硬的一團,有時候能持續幾年,在這段時間它不需要任何營養物質。一直等到某天一群魚正好游過這個藻類殖民地,這些小強盜就會忽然活動起來,一窩蜂地沖出安身之所,旋轉著靠近魚群,伸出兩支鞭毛,一支鞭毛旋轉著,另一支操縱前進方向,直到完全靠近魚群,然后大戰開始了。紅潮毒藻釋放出來的毒素能麻痹獵物的神經,分解它們的組織,然后再從裂開的傷口吸吮富含營養價值的物質,魚群則在痛苦中慢慢死去。紅潮毒藻吃飽喝足后又回到海底冬眠,等待下次大餐。水中的大多數“居民”都有類似的狡猾掠食手段,它們并不是漫無目的地在海底漫游,而是非常有效、目標明確地從事著自己的活動。
這些放射蟲的同伴并不明白自己在生態系統中發揮什么樣的作用,其實我們人類能夠存在還得感謝它們,沒有這些遍布全球的藻類,我們早就死在自己每年向大氣排放的 70 億噸二氧化碳中了,不然也得氣喘吁吁地生活在溫室中。勇敢的藻類吸收了至少 30 億噸二氧化碳,它們就像小小的環保警察,留下一些物質,對另外一些物質進行加工并投入新的循環。
每座大洋其實都是碳之海。大洋中含有大量生物所需的基本成分,是所有動植物體內物質總和的 10 倍。阿扎姆認為,如果細菌突發奇想,將溶解在海水中的二氧化碳的 1/10 排放到大氣中,那么我們的星球就會頓時變成一個高壓鍋。值得安慰的是,細菌們目前還沒有這個打算,它們的反應也是無意識的,也就是說,我們似乎掌握了大局。
但正是這一點有可能成為大問題。人類改變現有條件的時候,這些勤奮的調解者會適應這些改變,基本上它們不會去思考自己的舉動會對人類造成什么樣的后果。如果愈來愈多的二氧化碳進入大氣,愈來愈多的化學物質、工業廢棄物和有毒物質被排放入海中,愈來愈多的石油擴大自己的勢力范圍,人們愈發無所顧忌地將核廢料埋入所謂的安全深海中,那么我們賴以生存的生態系統將日益陷入危險的失衡中。單細胞生物總是首當其沖,當然有些可能是自然死亡的。
科學家在加州海灘觀察到一個現象,那里的浮游生物密度明顯下降,僅余 40 年前的 20%。在這期間,海水的表面溫度上升了 2℃ ,造成海洋深處的食物和礦物質很難上升到海水表層,浮游生物不來了,以浮游生物為生的鳥類消失了,以微生物群為食的魚群也不見了。
有些微生物卻能從這些變化中獲利,因為它們可以利用新的食物鏈,我們有理由相信它們能將我們的大氣翻騰一遍,而人類將落得一個可恥的結局。想想氧氣吧,氧氣是我們的生活必需品,但其余生物卻不這么認為,對它們而言氧氣是致命的,因此我們很難相信進化女神的母性本能,她并沒有母性的直覺。對自然界而言,人類是否能生存并不重要,人類無法毀滅世界,能毀滅的僅僅是自己的世界罷了。
我們必須重視水滴和其中的居民,這樣才能具體理解這些微生物的作用。如果想知道一個硅藻的重量,我們就必須用一架十分精確的天平,可是全海洋的藻類加起來的重量比所有樹木、蕨類、禾草和其余植物的總和還要大。注意,這里說的僅僅是海藻的重量,還不包括水滴中的真核生物,這下你知道這些小東西的數量了吧。有興趣的話,你還可以數一下 1 升水中有多少水滴,而僅僅一滴水就含有數百萬個藍色的藻類生物,它們的身長僅有 0.0007 毫米。
再算算,所有海洋加起來有 1,400,000,000,000,000,000,000 升的水。你看到了嗎?這就是細菌和其他單細胞生物沒有名字的原因了。沒有人有能力一一觀察并記住它們。
然而微生物的群居密度并不盡相同。單單在海水表面下就有極大的族群密度,因為可愛的小生物們在那里擁有足夠的陽光和氧氣。一直以來,人們認為微生物無法在不利于生命存在的深海中生活,然而阿扎姆和卡爾森這些研究者讓我們獲得了進一步的認識。事實上,在海底幾公里的地方,水里依然充滿了我們所能想得到的微生物,而且一直以來都有新種類被發現。這些微小生物的抵抗力令生物學家大為吃驚,一些微生物在溫度很高的腐蝕性硫黃水中依然自在地活著,就像德國的硬漢演員漢斯·阿爾貝斯在浴缸中的感覺一樣。某些微生物根本不需要氧氣,比如說,古菌在幾公里深的海底中還能與甲烷發生反應,它們每年將 30 萬噸海底甲烷轉化成生命的能量。這是個可觀的數字,否則每年我們將增加許多溫室氣體。如果沒有古菌的食欲,地球的溫度可能還會更高。另一種極端情況發生在南極,那里所有的湖泊本該完全冰凍,但位于維多利亞谷維達湖湖面下 20 米深處卻有自由流動的水,因為太咸了,所以無法結冰。
愛吃石油污染物的好東西——細菌
就在這座湖中,人們發現了嗜極菌。看起來,世界上似乎沒有任何一個角落是單細胞生物無法居住的,而且科學家幾乎每年都在重新估算它們的生物量,即使在巖石深處,在幾百萬年的沉積物中都發現有微生物,甚至在地中海海底深處,也發現許多充滿異域風情的細菌群落。最近科學家猜測,地球上接近 30% 的生物都居住在海底幾公里深的地方,在那里硫酸鹽的作用正如我們在地面上呼吸的新鮮空氣一樣。沙中的世界帶給我們的驚奇如同水滴中的萬千世界,但是如果繼續描述沙中的世界,這一章節就會沒完沒了,鯨魚和鯊魚已經不耐煩了:到底什么時候才輪到我們上場?
每個食物鏈的開端和末端都是微生物,它們是環境的守護者,清潔并保護我們的大氣,有時讓人類生病,甚至置人于死地,人類如果想利用抗生素對付它們,就常會敗在它們的適應性面前。它們太微小了,小到人類無法看見,這就是最大的問題,因為我們無法發覺的東西就不會進入我們的觀念中,其實這些小東西能夠以各種方式為我們服務。
薩達姆應該感激人們發現了細菌可以用來制止石油擴散。1991 年,這位當時的伊拉克總統摧毀了科威特的輸油管,滲出來的石油在海灘附近變成黑色的瀝青,這時瀝青上出現了一種細菌,以驚人的速度將溢出的石油吃光光。這個表層由藍綠藻構成的細菌集團包含各種各樣的微生物,彼此間以一套復雜的規則分工合作。1998 年,不來梅的馬克斯·普朗克微生物研究所、慕尼黑科技大學、耶路撒冷希伯來大學和加沙環境研究與保護所的科學家們,在德國科學家的帶領下開始研究這些細菌。目前科學家試圖在加沙采取措施保護石油和植物,然而由于以色列和巴勒斯坦之間的沖突,這項工作進展十分緩慢。
人類知道,各種細胞組合的工作效率是不同的,就像各種藥品混合起來的功效也有所不同,這會造成很有趣的景象。如果人們把細菌群商業化,并出售給環境保護者,第一個問題就是:“每 100 公里多少錢?”細菌吃掉的石油愈多,身價也就愈高。
汽車工業對此只能仰天長嘆。
小角色
浮游生物,這個概念我們已經接觸過很多次了。