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在南非金礦的深處,可以在岩石裂縫中找到水,這些水域中寄生著以石頭本身為食的細菌,並在堅硬的表面上形成生物膜。現在,從這些無陽光的水池中提取的新樣本表明,線蟲(大小不一的蛔蟲,本質上是帶有消化道的管子,在地球上無處不在)可能以這些細菌膜為食,在地下超過一公里的地方生存。事實上,一種全新的線蟲——因其生活方式讓人想起浮士德的地下惡魔梅菲斯托費勒斯,或“不愛光者”而被命名為Halicephalobus mephisto——僅生活在深層地表下,這表明生命,甚至是複雜的、多細胞的生命,可能在地球未開發的深處,在嗜硫酸鹽的生態系統中繁衍生息。
比利時根特大學的線蟲學家加埃坦·博爾戈尼解釋說:“我已經開始尊重這些動物非常頑強的天性——其中一個物種甚至在 2003 年哥倫比亞號太空梭解體中倖存下來”。“當我檢視地表線蟲的溫度、氧氣、pH 值和食物需求,並將其與礦業結果文獻中的數值進行比較時,從我的角度來看,它們可以在那裡生存。”
事實上,鑑於地下大量細菌和其他微生物的繁榮,研究小組開始尋找線蟲或其他複雜的生物體。該團隊使用亞微米級過濾器來捕獲深層鑽孔水中的任何此類生物體。來自南非 Beatrix、Driefontein 和 Tau Tona 金礦的樣本提供了四種不同線蟲類群的標本或證據,其中包括一種已經從地表附近發現的線蟲,即Plectus aquatilis。沒有發現其他更高階的生物體——既沒有真菌、變形蟲,也沒有其他多細胞生命形式——而且根據 6 月 2 日發表在《自然》雜誌上的報告,每種線蟲都特定於特定的鑽孔。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)
對礦井中使用的化學處理水以及礦井壁和地表土壤的類似調查,均未發現相同的線蟲,這反駁了汙染是造成這一結果的原因。放射性碳同位素測年法還表明,鑽孔中的水至少在 2,900 年內沒有見過陽光。
至於線蟲是如何發現自己在地表下一公里多的地方,沒有人確切知道。“線蟲具有跟蹤細菌的不可思議的能力,”博爾戈尼指出,並補充說,在實驗室中培養的深層線蟲更喜歡吃地下細菌而不是像地表附近的線蟲那樣吃大腸桿菌。“另一種可能性是,採礦活動確實會降低地下水位,並可能將線蟲‘拖’到深處。”
根據種群樣本以及對那裡可能有多少線蟲的粗略估計,深處有大量的細菌可以供線蟲食用數千年。那裡也有足夠高的氧氣含量來支援線蟲,即使古代水中溶解的氧氣濃度低至 13 微摩爾。“測量表明,陸地線蟲可以在 0.5% 的氧氣中無限期地生存,這完全在我們地下發現的低氧範圍內,”博爾戈尼指出。“它們不需要任何特殊的適應就能在深處生存。”
事實上,線蟲的小尺寸使它們能夠在深處的狹窄空間中生存。“這些巨大深度的裂縫寬度最多可能只有幾毫米,有很多狹窄的瓶頸,”普林斯頓大學的地球科學家圖利斯·昂斯托特解釋說,他也是研究團隊的一員。“我們知道,複雜的食物網存在於深層的硫化洞穴中。我們的發現只是在研究這些系統的根源——更深、更小,但仍然有足夠的氧氣供多細胞生物進食、繁殖和可能進化。”
大多數被發現的線蟲以無性方式繁殖——要麼透過不需要受精的卵,要麼在同一個生物體中包含雄性和雌性器官。線蟲在低處也沒有熱的問題,溫度高達 48 攝氏度。“我認為那裡有比我們之前認為的更多,”博爾戈尼說,並指出,這也表明生命,甚至是複雜的生命,可能在其他世界(如火星)的表面之下繁衍生息。目前正在地球上的其他大陸上進行類似的礦井取樣。“這只是一個心態,阻止了我們之前去尋找,”博爾戈尼補充道。“我相信還有更多。”