综述

在地球漫长的演化历史中,出现过许多让我们匪夷所思的时期,比如,地球上的第一次光合作用开始后,地球不是绿色而是紫色的;

我们赖以为生的氧气直到26亿年前才出现在大气中;氧气的出现差点让生命进化戛然而止等等,让人类不禁感慨生命的神奇,地球的伟大。

在了解完地球后,人类又把目光放在了浩瀚的宇宙,试图找到与地球相似的行星,并在上面找到生命的痕迹。在寻找的过程中,是否围绕一颗稳定的恒星,是否有大气,是否存在液态水是三大关键因素。

因为在我们的潜意识里,生命的生长离不开光,需要光作为能量,地球的光由太阳提供,其他类地行星的光就要由它所围绕的恒星产生。

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人类在探索宇宙中的其他星球

地球的生命起源于海洋,因此类地行星如果有生命,那么就得存在液态水。至于大气,这个就不一定得和地球现在的大气成分相同,毕竟大气是会变化的。

如果有人会说,在地球上存在这样一个地方,它没有氧气、没有水、没有阳光,可生命依旧在里面繁衍生息。恐怕没人会相信,地球已经过了生命演化的初期。

几乎所有的生物在各方面趋于同化,不可能离开这三样重要的生存因素。事实上,真的有这样一个神奇的地方,生命总能找到出路。

地球生命起源于海洋

莫维勒洞穴

上个世纪80年代,罗马尼亚为修建核电站选址勘测,意外发现了一个洞穴,当时的勘测工人们怎么也不会想到,这个洞穴将会改写我们对生命演化的认知。

这个洞穴也将在生命史上留下名字——莫维勒洞穴。这个洞穴乍一看没有什么特别之处,然而当科学家们走进之后就发现,里面没有氧气,充满了二氧化碳,甲烷以及有毒的硫化氢。

洞穴内完全封闭,看不见一点光线,人类如果没有配备专业工具,那么在这个洞穴里呆几个小时就会死亡。科学家们穿过了黝黑的通道后,来到了洞穴腹地。

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洞穴

那里相对开阔,还有一个洞穴湖泊,唯一不变的还是黑暗,仿佛太阳遗忘了这里。一般洞穴里都会有钟乳石,这是因为山体里的水会渗透进入山洞。

水里溶解了岩石里的碳酸盐,在滴落的过程产生积累,最后形成钟乳石、石笋等自然奇观。但莫维勒洞穴里,不仅没有找到一根钟乳石,还在洞穴壁上发现了一层厚厚的黏土。

这层黏土防水性极好,没有一个水分子可以从外界到达山洞内,洞穴里唯一的水源便是洞穴深处的湖泊。科学家们取湖泊的水进行分析,结果大吃一惊,水里不存在任何食物颗粒。

探索莫维勒洞穴的研究人员

没有氧气、没有阳光、没有食物,还充斥着高浓度的二氧化碳与硫化氢,似乎生命应该在这里绝迹。生命的意义就在于突破。

科学家在幽深黑暗、充满毒气、食物匮乏的洞穴里,竟然发现了48种生物,其中的33种为新物种,乃莫维勒洞穴独有。经过对洞穴岩石的研究,发现洞穴保持这种与世隔绝的状态已有550万年

这一发现使得全球震惊,颠覆了我们传统意识里生命离不开阳光、空气、水的概念,仿佛是一个“外星世界”。可惜莫维勒洞穴所在的环境太过恶劣,直至今日到达过洞穴深处的不过百人,研究速度非常缓慢。

洞穴

传统生态

莫维勒洞穴颠覆了人们关于生命的认知,传统生态观念里,自然界的一切活动都离不开太阳,因为重要的光合作用需要利用它的能量。

光合作用是生命进化史上的里程碑,早期生命居住在海底火山的热泉口附近,依靠火山提供能量,随着地球逐渐冷却,火山活动不再频繁。

此时的生命需要找到另一种源源不断的能量来维持自己的活动,太阳光在这个时候走进了生命的演化过程。后来一批真细胞学会了利用太阳光的能量劈开水分子获得氢元素。

然后再利用大气中的二氧化碳合成有机物,并在这个过程中释放氧气,我们现代意义上的光合作用登上了历史舞台,直到今天,地球上的绝大部分生产者采用的就是这套模式。

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火山热泉

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。

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。

莫维勒洞穴中的生物

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。

莫维勒洞穴中的生物

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。

生活在洞穴中的透明蜗牛

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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人类想象的外星生物

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。

远古地球想象图

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。

人们绞尽脑汁也要将它们从大气中赶走,恢复曾经的状态,为此人类又是节能减排,又是疯狂植树。现在有一种新的细菌出现,能够吸收大气中的二氧化碳与甲烷,为以后的环境保护提供了可能。

可惜的是,30多年的时间过去了,关于莫维勒洞穴的研究进展得很慢,一方面是它的环境太恶劣,人类光进去就得冒着巨大的生命危险。

人类探索莫维勒洞穴

另一方面,洞穴被隔绝了550万年,里面的生态已经孤立存在,人类贸然前往会破坏其原有生态。莫维勒太特殊了,世界仅此一个,一旦破坏,对科学界来说是极大的损失。

关于莫维勒洞穴的探索并没有结束,里面还有许多区域处于未知境地,尤其是里面的湖泊,人类几次下潜都没有更多的获得,关于它是否连接外部一直是个谜。

而对于里面的动物,研究也还将继续,因为科学家们发现这里面一些动物的DNA与外界同类之间还有极大的相似,关于它们的来历人类依旧一无所知。

而且洞穴里越是二氧化碳浓度高的地方,动物的数量越多,直到今日科学家们也无法解释原因。这个颠覆了人类认知的洞穴,跨越550万时间,之后还会一直存在下去。

人类探索洞穴

结语

人类生活在地球上已经习惯了阳光、水、空气的陪伴,我们会下意识地认为生命离不开这三样条件。事实证明,人类对于地球来说还是太年轻了,对生命的认知尚浅。

就在同一片蓝天,就有这么一个洞穴,它没有氧气,一片漆黑,笼罩在窒息的二氧化碳与有毒的硫化氢之下,生命却也依旧在此生生不息,历经550万年屹立不倒。

我们总是在想象外星生命会怎样,莫维勒洞穴就像我们未知的外星世界,颠覆常识超凡脱俗。人类总是对未知的领域十分热衷。

在未来我们也会对莫维勒洞穴继续探索,某一天那里也许还会发现新的物种,恶劣的环境也制止不了生命进化的脚步,毕竟生命,总能找到自己的出路。

人类探索洞穴