在海底温泉中度过四十年的生命

Corliss等人在海底的温泉中发现了充满活力的巨型长米管虫，已经过去了四十年。1，在科学报道。在此之前，海底被认为更像是沙漠而不是绿洲。

Corliss及其同事没有意外发现水下温泉;相反，他们试图发现这些网站存在的假设是否正确。关于构造板块运动的理论为这一发现奠定了基础，认为在海底环绕地球的山脉，称为扩散中心，是构造板块边界的火山遗址。水下温泉存在的一个关键线索是海洋地壳2中出乎意料的低导热通量。通过温泉的对流热流可以解决这种缺失热量的谜团。在称为加拉帕戈斯岭的传播中心上方记录的温水异常引导了Corliss等人。到他们发现水下温泉(也称为热液喷口)的地方。

寻找这些温泉本身就是一个令人难以置信的突破。但真正让深海科学颠倒的是那些温暖的水域沐浴着生命的意外绿洲。在潜水车Alvin发现潜水期间，地质学家Jack Corliss从位于2.5公里以下的位置向水面舰艇上的船员打电话询问：“深海不应该像沙漠一样吗?”“是的，”是答复。“好吧，这里有所有这些动物”，他回答说

这个简短的交流标志着迄今为止可以说是生物海洋学中最伟大的发现，它是由地质学家和地球化学家组成的。作者在他们的论文中有先见之明指出，这些“脆弱的社区为广泛的动物学，细菌学，生态学和生物化学研究提供了独特的机会”。那些研究结果如何?

生物学家很长时间没有发现巨型管虫如何适应他们的环境。在那深刻的黑暗中，通过光合作用产生细胞能量不是一种选择。而且由于海洋表面产生的有机物质在到达深海床时失去了大部分营养价值，因此无法提供适当的能源来维持大量生物的密集群体。相反，生活在富含硫化氢和其他化学还原的无机化合物(如甲烷)的温水中的温泉居民受益于共生或自由生活的细菌，这些细菌通过化学合成产生能量 - 这些还原化合物的化学氧化3。

在加拉帕戈斯遗址的最初发现后不久，在另一个海底地点发现了一种叫做黑烟的不同类型的温泉 - 它发出富含金属的热液 -4。现在，全世界的海底扩散中心都发现了温泉生态系统(图1)。它们存在于1000个或更多的海底绿洲中，沿着传播中心像微小的珍珠一样串起。虽然数量众多，但就总面积来说，它们是一个罕见的栖息地 - 它们可能都适合曼哈顿岛，有空余空间5。它们也是短暂的栖息地，持续数年至数十年，或可能是数百年，取决于地质环境6。这提出了如何维持无脊椎动物种群的问题，以及温泉种群之间生物地理屏​​障的性质。生活在水下温泉中的几乎所有无脊椎动物的生命周期包括分散在水柱中的幼虫阶段。幼虫生态，人口连通性，海洋屏障和运输路线是当前研究的关键主题。

在不同的扩散中心7的温泉中发现了不同类型的物种。南半球和北极的一些扩散中心仍有待探索，这增加了在那里发现以前未知类型的无脊椎动物 - 细菌关系和适应的可能性。

惊人的物种和令人惊讶的生物适应性继续暴露出来。庞贝虫(Alvinella pompejana)的生活温度高达42°C。这些是地球上任何多细胞动物忍受的极端温度之一8。蠕虫挑战我们了解动物体内的蛋白质如何被保护免于融化。被称为古细菌的微生物可以在121°C生长，这是地球上已知最热的生命9。'盲'虾(Rimicaris exoculata)运动高度衍生的'眼睛'，推断用于检测黑人吸烟者350°C液体发出的昏暗光线的梯度，这可能有助于虾避免被热量“煮熟”10。雪人螃蟹(Kiwa tyleri)有毛茸茸的爪子和腿，可能有助于他们养殖细菌滋养11。鳞翅目蜗牛(Chrysomallon squamiferum)在“脚”上爬行，受到其他生物或化石软体动物所不具备的金属鳞片的保护，并为装甲材料的设计提供灵感12。

温泉中微生物化学合成的重要性也促使我们重新思考我们关于生命可以适应的极端，这个星球上生命的起源，甚至是宇宙其他地方生命潜力的观点。美国宇航局在20世纪70年代对火星的任务是根据阳光的能量寻找生命的证据;现在，行星任务还考虑了由化学能推动的生命潜力。天体生物学家研究海底温泉是一种瞥见可能反映原始地球13的条件的方式，并将海洋温泉视为我们星球上海洋世界的外来潜艇环境的可能类似物14。

与探索温泉的学术激励相结合，设计和制造能力越来越强的车辆，以实现精确可靠的海床通道15。遥控系绳车首先出现，随后自动水下车辆随后被预先编程，像无人机一样滑过海床，携带映射海底的仪器并感知水的特性。传输视频数据的电缆的开发允许来自海床的这种实时馈送在可自由使用的网站上传播到世界各地

正在开发的最新一代深海车辆正在从发现和科学研究的使用转向发挥商业作用。正在设计，建造和测试巨型研磨机，切割机和收集器，用于露天开采由热液活动形成的海床硫化物矿床16。一家加拿大公司获得了在俾斯麦海开采铜，金和银的温泉的租约，但到目前为止还没有商业开采海床硫化物矿床。

许多国家已将温泉生态系统置于其领土内受到保护，但这种生态系统在国界以外地区的命运掌握在国际海底管理局的手中，该机构目前正在修订其采矿规范。注意力可能从开采活动温泉转移到有可能破坏其相关物种的风险，在没有明显的热液流体通量或排放依赖性生物的迹象的地方开采硫化物5，但这种结果尚未得到保证。不久的将来的行动将决定40年前Corliss及其同事开设的温泉发现前沿是否从勘探转向开采。

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