外星世界?科学家发现与世隔绝550万年的洞穴,颠覆对生命的认知( 二 )


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在人类发明太阳能电池板之前 , 光合作用是唯一能够捕捉并使用太阳能的途径 , 生产者释放的氧气更是所有生物都不开的物质 , 因此才会有那句“万物生长靠太阳” 。
光合作用也是生命演化史上的螺旋加速器 , 自那之后 , 演化的方向开始多样化 , 多细胞生命相继出现 , 在埃迪卡拉纪发生了生命史上第一次大爆发 。
这更为之后寒武纪物种大爆发打好了基础 。 我们常说的化石能源 , 就是远古时期的生产者吸收的太阳能量 , 只不过换了一种形式储存 。
外星世界?科学家发现与世隔绝550万年的洞穴,颠覆对生命的认知
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莫维勒洞穴生态
与传统生态相比 , 莫维勒洞穴就是一个十足的叛逆者 , 它不依赖任何光合作用因为压根就没有阳光 , 同时也没有氧气 , 有毒气体弥漫 , 这样的情况下生物究竟是怎么生存的?
科学家发现 , 洞穴的湖泊里虽然没有任何食物 , 但里面存在大量的细菌 , 这些细菌们漂浮在洞穴了无生机的湖水里 , 依靠摄取二氧化碳合成生命活动所需的有机物 。
而洞穴里的其他生物 , 如蜘蛛、蝎子、水蛭等 , 以这些细菌为食 。 可这些细菌合成有机物的能量哪里来?原来它们并不像植物利用太阳能 。
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它们利用的是化学反应中的能量维持有机物合成 , 有毒的硫化氢与二氧化碳产生化学反应并伴随着能量变化 。 而二氧化碳并非这里面唯一的碳来源 。
洞穴里还有另一种细菌 , 以甲烷为原料合成有机物 , 利用的同样是化学反应的能量 。 这些细菌被科学家称为“自养菌” , 它们成为了密封洞穴里的生产者 。
在它们550万年的努力下 , 里面的硫化氢经过反应成为了硫酸 , 不断腐蚀洞穴的岩石 , 拓宽了洞穴的面积 。 以它们为食的生物们也在这个过程中适应了洞穴环境 。
生来就没有眼睛 , 通体透明 , 触须很长 , 活动不迅速 , 生长周期长 。 更有趣的是 , 科学家们发现 , 洞穴里的动物们并不是550万年前就存在于此 。
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它们之中有许多是在洞穴形成后才来的 。 最晚搬进来的住户是一种蜗牛 , 200万年前才姗姗来迟入住 。 科学家们因此推测 , 洞穴并非一开始就毒气环绕密不透风 。
许多动物来此的目的是为了躲避灾难 。 比如200万年前来的蜗牛 , 那个时候地球正在经历冰期 , 它为了躲避严寒深入地下 。
这些证据说明 , 动物们现在的样子是后面进化而来的 , 在没有氧气、阳光的环境中 , 生物也可以继续进化 , 这为后来研究生命演化打开了新世界的大门 。
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外星生命的新设想
莫维勒洞穴不仅为研究生命提供了新思路 , 也拓宽了天文学家的研究范围 , 以后寻找可能有生命存在的行星时 , 不再局限于现在的条件 , 而是能从多方面入手 。
外星生物的形态不用拘泥在传统的样子 , 它们的长相可能会更多种多样 。 之前人们设想的外星生命 , 都是围绕地球环境展开的 , 人类猜测在一颗类似于地球的行星上 , 居住着外星生命 。
它们也依靠光、氧气和水生活 。 莫维勒生态却告诉了我们 , 生命的进化不一定完全依赖这这些 , 即使四周是高浓度的二氧化碳、甲烷、甚至有毒的硫化氢也不要紧 。
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这种环境依然可以进化出其他形态的生命 。 为此天文学家们也在太空中积极寻找外星生命 。 早期的地球也经历过与莫维勒洞穴相似的生态环境 。
据研究 , 大气中的第一个游离氧气出现在约26亿年前 , 地球的大气一开始也是充斥着二氧化碳、硫化氢和甲烷 , 加上那会儿的地球大气浑浊不堪 。
里面全是火山爆发 , 陨石撞击留下的尘埃 , 阳光无法照射到早期海洋里 。 可第一个生命还是在大约38亿年前诞生了 , 这中间的十多亿年 , 生命的模式肯定与现在完全不同 。
由于年代久远缺乏化石 , 这段历史一直是生命演化的空缺 。 莫维勒洞穴的发现 , 能够给科学家启示 , 探寻早期地球生命的进化 。
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洞穴的未来
洞穴里的自养菌能够利用二氧化碳和甲烷合成有机物 , 并且过程中可以不依靠太阳 。 二氧化碳和甲烷是现在令人类很头疼的温室效应气体 。