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深入海底的神秘深渊,揭示基因深处的秘密

07-29

深入海底的神秘深渊,揭示基因深处的秘密

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今天,我们来聊聊海底深渊的真相。

所谓的海底深渊,就是1000米以下的深海,这里没有阳光,压力巨大。

地球表面有超过一半的区域都被这种深渊所覆盖。

但直到88年前(1934年),人类才第一次潜入了它的边缘。

至今我们都只探索了这个区域的1%左右。

所以,深渊里到底隐藏着哪些惊奇?

原来,潜入最深处,我们将发现一个来自基因深处的秘密。

800米·眼睛之谜

水下800米,叫做暮光区(Mesopelagic zone),这里还有最后一丝光。

于是,我们看到了一双奇特的眼睛。

它叫做望远镜鱼(telescopefish),曾经帮科学家解开了深海动物的眼睛之谜。

你有没有想过,在一片漆黑的深海当中,这些眼睛究竟如何追踪猎物呢?

最开始,科学家们也是一头雾水。

但是,就在2001年,专家们在海底1214米的地方,拍到了破解谜团的一幕。

原来,望远镜鱼是这样垂直站在深海当中的,它们的望远镜望向水面。


当最后一丝阳光从海面射到这里的时候,会帮它们在头顶上照耀出一个猎物的影子。

这个影子足够了,它们会在影子游过头顶的那一瞬间发起攻击,死死地咬住猎物。

食物来之不易,所以,深海鱼类牙齿普遍长得很夸张。

比如,这种捕鼠夹鱼(Malacosteus),简直是丧心病狂,长出了一个和头部分离,且没有肉的下巴。

真的就像一个老鼠夹一样。

除了捕鼠夹策略,还有吸尘器策略。

比如,这种管眼鱼(Tube-eye),它发动攻击的时候,会瞬间伸长嘴巴,产生负压把头顶上的猎物吸到嘴里。

这个过程暂时还没有被科学家们在深海中如实拍到,但理论上,就和这种伸口鱼的技能类似。

如果把捕鼠夹策略和吸尘器策略结合一下,那就是著名的鹈鹕鳗(Pelican eel)了,这大嘴一张,绝对让猎物意想不到。

再来看一个可爱的——桶眼鱼(barreleye fish)。

它的两个望远镜长在头顶,很显然,这也是为了捕捉海面上的影子,但是,它横着游,嘴巴既不像捕鼠夹又不像吸尘器。

难道它有第三种策略吗?

有人猜想,它会不会在发现猎物以后,会慢慢地游到和猎物平行的位置,然后,突然把眼柱子转到前面,盯着猎物一口生吞?

很显然这个猜想有点儿多此一举。

又是游过去,又是转眼珠子的,猎物早跑了,除非它的猎物不会动……

那深海里哪儿有不会动的猎物呢?

于是,又有人猜想,你们看它那个保护罩,里面充满液体,这会不会也是它用来捕食的武器?

如果是,那么,它极有可能是个小偷。

比如,它盯着上面的影子,如果发现了一个被管水母困住的猎物,它就会游上去偷走管水母的猎物。

这个猜想很脑洞,有点儿意思。

但是,它究竟是不是这样捕食呢?

也许再过几年,科学家就能突然拍到一个它正在捕食的珍贵画面了吧。

还有另一个可爱型生物——草莓鱿鱼(strawberry squid)它的身体像草莓一样的颜色,眼睛一大一小,绿色的大眼睛盯着上方,寻找影子。

蓝色的小眼睛看着下方,警惕捕食者,真是把深海危机描写得淋漓尽致啊……

我们主要观察前后左右,而它们必须时刻警惕上下左右前后,简直像多了一个维度一样。

另外,画面里这些像雪花一样的碎片,也是深海的一个要素,它叫做海洋雪,是一些有机物碎片,来自在海面死掉的大鱼、磷虾、藻类等等各种动植物。

这些海洋雪是所有深海动物的一大食物来源,它们会捕食海洋雪,到了暮光区的边缘,海洋雪就已经被消耗了90%,继续往下潜,底下的动物会如何生存呢?

潜艇离开了暮光区(Mesopelagic zone),最后一丝光线也消失了,我们进入了彻底黑暗的深渊带(Bathyal zone)。

1000米·发光之谜

原来,这里的生物会发光。

本来,科学家以为这里的生物会像洞穴里的盲鱼一样,选择退化眼睛。

但万万没有想到,它们竟然选择了进化出各种各样的照明设备。

光反而成了深渊当中的武器。

第一种武器叫做隐身斗篷。

比如,这种玻璃鱿鱼(Glass Octopus)。

它把自己进化成了全透明,这样一来,无论你怎么对着水面寻找影子,都很难发现它的踪影。

但是,玻璃鱿鱼的消化腺、眼珠子和触手实在没法儿进化成透明的。

偶尔还会产生影子,暴露自己,怎么办呢?

于是,玻璃鱿鱼让这些地方,进化出了发光功能。


这样一来,在逆光中,自身发光,就会让仅存的一点影子也消失,做到100%隐身。

后来,科学家又发现,很多深海动物的腹部都有类似的放光装置,它们都在用光学迷彩隐身。

但是,就在2021年,科学家们又发现了一种会发光的深海鲨鱼(kitefin shark)。

它有小两米长,竟然也需要使用光学迷彩来躲避追杀,那它究竟在害怕多大的一个深海怪物呢?

看来,我们对深海怪物的想象,还远远没有被彻底否定。

还有一种走可爱路线的小猪鱿鱼(banded piglet squid),它为了隐身真是够拼的,把身体进化成一个潜水艇,在里面装上氨水,调节浮力,然后把肉鳍进化成一个小马达来驱动身体,眼睛和触手也都进化到足够迷你,足够隐身,唯独身体里的那个消化腺实在没办法了。

于是,再点一盏灯,消除影子,把自己彻底变成了一个透明潜艇。

第二种武器叫做诱捕陷阱。

这种顶着灯笼的鮟鱇鱼大家应该都很熟悉,灯笼在大嘴前一闪一闪,诱捕小鱼,非常奇幻。

其实,鮟鱇鱼还有一个更奇幻的第二形态,那就是像这样,身体的四面八方都长出灯带,变成一个深海花车。

或者是趴在泥地里的第三形态,点一盏灯,静静地守株待兔。

别看鮟鱇鱼长得丑,它还有一个让人叹为观止的技能,叫做——软饭之王。

雄性会在交配后彻底和雌性融为一体,变成雌性的一个性腺器官。

除了鮟鱇鱼,这种深海龙鱼(deep-sea dragonfish),它也有一个灯笼,点在下巴上。

在2016年的一次深海调研中,科学家捕捉到了一条深海龙鱼上岸。

从前,科学家只在深海里观察到它眼睛下面有两个红色的发光点。

但是,当它被捕捉到实验室以后,科学家使用更高级的摄影装置对准它,突然发现,红光后面,竟然还有一对蓝光装置,这个装置还能和鱼鳍同步发光。

接着,一个更惊奇的现象出现了。

——它突然全身发光。

再看一次,谁也没想到它竟然还有这种技能,是也是诱捕技能吗?

还是说是一种用来恐吓的武器?

目前,专家们更倾向于恐吓武器的猜测。

这种走马灯一样的水母叫做栉水母(Comb jelly),比前面的小猪鱿鱼还厉害,100%透明伪装。

这些跑马灯其实不是它在发光,而是反光的。

但是,当科学家把灯光全部关掉,我们却看到了这样一幕,它原来还会发光,相当梦幻。

栉水母不是水母,没有触手带毒,属于比较佛系的生物,专家们分析它们的DNA以后发现,它们的DNA标记,几乎存在于目前所有地球生物的体内,也就是说,它是现今所有地球生物的祖先,大约在6亿年前就已经存在。

真想不到,我们6亿年前,都这么佛,身体95%以上是水,栉板可以反光,身体可以反光,把小动物吸引过来,然后表皮内陷,就算是张开了大嘴,把食物包到自己体内,就算完成捕食。

这太原始了,科学家还发现,它有大脑,是一个重力传感器,这个大脑可以在被拿掉3天以后重新长出来,同时,它还有眼睛,是一种能检测到光线的视蛋白,和它用来发光的蛋白类似。

栉水母的天敌是一种叫做深海(sōng)虫(Phronima)的小虫子,长得像虾,也有两个螯,全身透明100%伪装,它会像病毒一样,故意让栉水母把自己吃掉,然后进入栉水母体内,开始产卵,让栉水母变成一个孵化床……

第三种武器叫做闪光警报。

最典型的就是这种报警水母(Atolla),专家们用一个深潜器上的网子去捕捞它,当它被盖上的那一刻,黑暗中出现了复杂的闪光,真的就跟人类的报警器一样,一圈一圈,一层一层。

虽然它叫报警水母,但事实上,科学家对这种闪光的用途还有疑问,在深海里,这么嚣张的闪光真的能吓退敌人吗?别忘了,深海就像一个黑暗森林,在黑暗中暴露了自己的位置,一定会被消灭啊,那这个闪光的意义究竟是什么呢?

后来,专家们设计了一个实验,把一个人造光球制作成和报警水母一样的复杂闪光,然后潜入深海,这种闪光很快就引来了几条大鱼,接着,又引来了一条3米长的睡鲨,再然后,又引来了一个人类苦苦寻找了上百年的大家伙……

还记得我们上期节目里提到的大王乌贼吗?2012年,人类终于拍到了它的真身,其实就是在实验这个光球的时候,意外把它给引过来……

所以,这种报警闪光究竟是什么用途?

专家们猜测,这可能是一种自毁模式的逃生策略,大鱼、睡鲨、大王乌贼……

报警水母可能正在召附近所有的深海怪物,然后,你们就比比大小吧,没准儿在混乱中,自己这个小东西就可以逃跑了。

第四种武器叫做逃生烟雾。

最典型的动物是这种长得像水母一样的深海水螅(Colobonema),当潜水艇的灯光照过去,它立刻扔下好几根触手逃跑,隐约看得见一些闪光,但事实上,在黑暗中应该是被扔下一团团闪光弹一样的效果,很可惜这个效果暂时没有被专家们拍到。

但是,我们再来看这种深海浮蚕(Tomopteris worm),看得非常清楚,在光照下,它是一个透明的身躯,正在蠕动,而在黑暗中,它会释放黄色的光线颗粒,然后,自己用急转急停的方式逃避。

它的急转急停效率非常高,可以在一瞬间让所有腿同步向后,专家们目前还不知道它是如何做到的,但是可以想象,如果这种技术能复制到机器人的身上,那将是非常恐怖的武器。

还有这种缘叶水母(Periphylla jellyfish),它是深海里的剧毒杀手,同时,也有非常高明的逃生术——先是一阵闪光,然后,闪光颗粒会从身上脱落,在身后形成一个影子,这是一种活体光线。

在调研中,专家们还意外拍到了这种深海虾,它们也有释放活体光线的技能

潜艇继续下沉,马上就要着陆了,下面是地球上面积最大,也是人类探索最少的一个区域——深海平原(Abyssal plain)。

3000米·深海平原

深海平原通常在海底3000-6000米的地方,起伏很小,每公里相差不到1米,覆盖了地球表面积的50%以上。

为什么这么平呢?

其实是因为海洋雪,虽然海洋雪从最上面落下来至少需要20天的时间,但日积月累,海洋雪还是铺满了海床,制造出了覆盖地球的大平原。

这里的动物通常几个星期,甚至几年才吃一顿饭,它们已经彻底进化成了适应环境的样子。

比如,这里有一条平原形态的鮟鱇鱼, 俗称海蟾蜍(Sea toad), 它的腮已经变得和章鱼的呼吸管类似,而它的鱼鳍也已经变得很像双脚。

但它还是能够游泳,游起来大概是这个样子。

科学家还在平原上拍到过一种格眼鱼(Grideye),非常神奇,它会在成年以后,把 自己的眼睛彻底退化掉,变成了一个发光的黄色小坑,看上去就像有人把它脑子挖掉了一样,这个黄色小坑当中排列着成千上万的感光细胞,能在3000米的海底接收到远处数米的微弱闪光,相当厉害。

平原上还有一种海腮(Sea pens),看上去就像珊瑚一样,但当专家们用机械手去拔它的时候,它释放出一阵闪光。

还有这种开花形态的海腮,它会释放出一阵一阵的脉冲光,就像是在呼叫黑暗中的怪兽一样……

平原上还栖息着一种小飞象章鱼(Umbrella octopus),典型的可爱型玩家,它之所以长成这样,是因为脑子绕到了食道上,它不能吞咽食物,否则会把脑子撑爆,如果碰到危险,它也会立刻逃跑,用两个耳朵游泳……

至于它究竟如何进食,目前还太清楚,可能是先用触手把猎物粘住,初步消化以后,再像喝粥一样喝进去。

具体模式可以参考这种叫做竖琴海绵(lyre sponge)的神奇生物,它看着人畜无害。

但事实上是个肉食性的海绵。

和普通海绵靠过滤海水生存完全不一样,它直接用触手当网,网住闯过来的海洋雪或者小动物,然后再用黏液包裹起来,慢慢消化。

平原上还有一大奇观,叫做鲸落,巨型鲸鱼的尸体从水面上落下来,就成了平原生物的海天盛筵,这绝对是意外惊喜,仅仅25分钟以后,就有一头灰六鳃鲨赶了过来,它有4-5米长,力气很大。

12个小时以后,7条灰六鳃鲨就已经吃掉整个鲸鱼的三分之一,这一顿大餐,至少以让它们生存整整一年。

在深海食物短缺,所以,鲸落的残骸,每一点都会被彻底利用。

鲨鱼走后是蜘蛛蟹,它将继续清理碎肉,蜘蛛蟹很有个性,会用最后两只脚抓住珊瑚,当做盾牌。

还有黄道蟹也来了,它们也是食腐小队,专门负责清理残骸。

不一会儿,深海带鱼(scabbardfish)也来了,它们竖着游泳,不是来吃鲸鱼肉,而是吃那些食腐的螃蟹……

4个月后,鲸鱼只剩下一具骨架,但这些骨架也不能浪费,有很多食骨蠕虫(boneworms)已经钻到了鲸鱼骨头里。

食骨蠕虫看上去像一朵花,其实,红色的花瓣是它们的腮,另一端的根状物,则是它们的爪子,会产生一种能溶解骨头的酸,它们没有口腔和消化道,目前科学家还不知道它们怎么进食。

但毫无疑问,它们这会儿正钻在鲸鱼骨头里,分解脂肪,获取宝贵的蛋白质。

另一个谜团是它们的性别,2002年科学家首次发现它们的时候,抓取了上百条样本,这其中竟然没有一条是雄性,但当专家们剖开了它的管子,发现这里面竟然密密麻麻的全是雄虫,一条雌虫体内竟然挤满了100多条雄虫。

就这样,鲸落被食用的过程将会持续30年,最终,这具30吨的庞然大物,会被深海动物们全部吸收。

科学家说,一具鲸落,就像荒芜平原上的一片绿洲一样。

海底平原上还有另一大奇观,叫做——卤水池塘。

就像陆地上的喷泉一样,海底平原在某些地方也会产生喷泉,这些喷泉是来自地心的甲烷,由于压力太大,甲烷已经被压成了液态水合物的形式。

它们像火箭一样被喷射出来,这当中溶解着各种来自地心的化学物质,它们比海水浓八倍,也比海水要重,所以,它们沉在海底,就形成了一片卤水池塘。

池塘的边缘是层层叠叠的贻贝,贻贝体内的共生细菌正在利用甲烷繁殖,为贻贝生产食物。

如果有谁胆敢闯进这片卤水池塘,那么等它的,就和你跳进火锅当中游泳的感觉差不多。

比如,这只不怕死的鳗鱼就一头扎了进去,扭曲、挣扎,鳗鱼正在出现中毒现象……

它总算总算游了出来,但再看看池塘,被毒死的各种动物,依旧悬浮在其中。

它们的尸体永远不会腐烂,因为,卤水的浓度足以杀死任何细菌,它们已经变成了深海中的腊肉和咸鱼……

继续下潜,我们将去到一个比卤水池塘更加恐怖的深海地狱……

-3500米·海底黑烟囱

就像海底火山一样,平原上有一条贯穿整个地球的洋中脊,洋中脊在冰岛那边露出的地面,所以,冰岛是世界上火山最多的国家。

这是一条地球的裂痕,在海底正源源不断的爆发着火山,把来自地心的岩浆和矿物质全部喷射到深海当中。

深渊的冰冷和炙热岩浆相撞。

喷射出来的物质被迅速冷却,堆叠成松软多孔的结构,然后在海底形成一座座冒着黑烟的烟囱。

喷口的海水温度高到450℃,按理说,这里一定是生命的禁区,但事实上,科学家发现,这里的生物密度简直比热带雨林还高,甚至某些地方,每平米就生活着50万只动物。

那这些动物吃什么?

还记得前面的贻贝吗?这里也有大量的贻贝,它们吃共生细菌,而共生细菌直接吃地底喷射出来的甲烷。

所以,这里还是病毒、细菌和古菌的天堂,是地球上病菌浓度最高的地方。

这里还有雪人蟹(Yeti-carb),它们不是螃蟹,而是一种把自己进化成螃蟹样子的甲虫,它们也靠吃自己身上共生的细菌生存,有些雪人蟹为了把身上的细菌养肥,还会勇闯热液喷口,就像这个样子,那一瞬间,它忍耐了50℃的高温。

在中国南海,专家们还会利用这些雪人蟹来寻找可燃冰,因为,可燃冰就是甲烷的固体形态,有大量雪人蟹的地方大概率就会出现可燃冰。

最神奇的是,专家们还能把这些雪人蟹抓到实验室里,在冰柜里养活好几个月,由此可见这些地狱生物的超级适应力。

你可能还看到了专家们养的这种小虾,这其实是无眼虾(Rimicaris exoculata),就跟前面的格眼鱼一样,无眼虾的眼睛也已经变成了两个感光的窟窿,在实验室里看着它们很弱鸡的样子,但事实上,在海底火山口,它们是这种画风, 它们密密麻麻的挤在热液喷口的周围,把细菌养在自己的嘴巴里,和雪人蟹一样,为了把细菌养肥,它们会纷纷冲进火锅,一遍遍的自己涮自己,非常危险,搞不好就会被活活烫死,因为,火锅只有80-90℃,这里的喷泉——450℃。

这里还有巨型管虫(giant tube worm),拥有来自地狱的鲜红色,长达3米,靠腮呼吸,我们的血红蛋白由四个血红素组成,帮我们运送氧气,所以,我们的血液是鲜红色的。

而它的血红蛋白由144个血红素组成,不仅能运送氧气,还能运送硫化氢。

也就是说,它们直接靠食用硫化氢或者说呼吸硫化氢生存……

当然,它们体内也有大量的共生细菌,这些共生细菌也是主要的食物来源。

热液碰口还发现了铁甲蜗牛(Scaly-foot gastropod),它们是地球上唯一一种把铁元素直接运用到身体上的生物,它们的螺壳上,最外面由一层硫化铁构成,腹足更是直接由矿物化的铁组成,可以用磁铁吸起来,是真正的铁甲生物。

目前发现的有黑色和白色两种形态。

至于海底黑烟囱周围为什么有这么多神奇生物?

专家们一步步论证,竟然又发现了一个更惊人的秘密。

真·生命之树

人类第一部史诗《吉尔伽美什》当中说,天神阿努纳奇最后让英雄王吉尔伽美什去海底深渊寻找生命之树。

这是什么意思?

也许,苏美尔人的传说和阿努纳奇的神话都没有骗人,我们地球的生命之树真的在海底,真的就是这些黑烟囱。

科学家说,黑烟囱极有可能是地球上第一个生命诞生的地方。

为什么这么说呢?

因为,我们可以在大脑里进行这样一场思维风暴。

首先,生命最基础的单元是细胞,细胞最基本的法则是自我复制。

其次,组成细胞的元素在大自然中都找得到,那如果让这些元素自由碰撞,理论上就有可能组合成一个有生命的细胞。

而组合成一个有生命的细胞,第一步必须是先撞出一个可以自我复制的分子出来。

我们已知,这种分子的最简模式叫做——RNA,也就是一条链的DNA结构。

进一步推理,那地球上哪里可以撞出第一条RNA呢?

显然,在陆地上不太可能,因为,重力会让所有的元素分子坠落,它们碰撞、组合的机会太少。

其次,在海洋里也不太可能,因为,海洋太广阔了,元素分子会均匀的分散在整个海水当中,它们彼此碰撞的概率更低。

所以,专家们设想,应该有一个充满各种元素的小药瓶,在个药瓶里不停碰撞,才有可能撞出第一条RNA,进而形成一个细胞,因此,专家们把这个小药瓶叫做原始汤(Primordial soup)。

地球上真的存在这样一个原始汤的环境吗?

生物学家们寻找了几百年,而就当1979年,他们首次称作阿尔文号潜艇,看到海底黑烟囱的那一刻,大脑就像被宇宙意识击中一样——这不就是原始汤吗?

比先前的设想更加完美,各种元素正在从地心源源不断的冒出来,高温、高压催化着各种元素分子的碰撞,而那些黑烟冲的管壁里,充满了一个个细小的囊状结构,这些囊状结构就像设想中的小药瓶一样,把各种元素都锁在里面,让它们不停的碰撞、组合。

而恰好,这些囊泡的尺寸,又正好和今天的细胞大小类似。

一切都在靠近,接着,生物学家们又激动的想到了一个问题,那就是,如今所有细胞的原动力,来源于一个叫做三羧酸循环的过程,这个过程需要囊泡膜两边拥有不同的酸碱度。

而地心喷出的热液是碱性,外面冰冷的海水是酸性,这不正好模拟了一个酸碱循环的动力吗?

一切问题都解释通了,专家们的思绪突然回到40亿年前的某一根黑烟囱上。

在那个细胞大小的囊泡内,各种分子正在碰撞,囊泡突然产生了一个意识——我不能死,我要把我的信息遗传下去,而也正是在这一瞬间,最后两个关键的分子组合到了一起——一条能自我复制的RNA分子诞生了。

它开始执行生命最初的一条命令——我要复制,我要生存……

之后又过了2亿年,这个囊泡里的RNA越来越复杂,终于在38亿年前的某一天,它产生了第二个意识——我要离开这里。

之后可能又经过了1亿年的碰撞,它把黑烟囱上囊泡膜酸碱循环的动力也用各种分子复刻了出来——那一刻——它拥有了细胞膜,逃出了黑烟囱,变成了一个细胞。

它自由了,闯入了深海,变成了生命,开始自我复制,自我捕食。

这个细胞,就是所有地球生物的祖先。

而在细胞获得自由之前,还有各种RNA、DNA也纷纷从黑烟囱的囊泡里逃脱了,它们早就开始了自我复制——它们就是病毒。

这一瞬间,专家们又想通了一个问题,那就是,为什么热液喷口存在着数不胜数的远古病毒?

原来,40亿年以来,这里都是它们的家园啊。

而为什么我们每个人,都会对深海产生一种发自基因又难以名状的恐惧和好奇?

那是因为,我们基因的源代码上就写着——我要离开这里,我要成为生命。

这就是海底深渊的真相——我们每一个人40亿年前的母体和记忆。

好了,今天的故事就分享到这里,谢谢大家。

最后夫人说,你这个故事太神了,直接给30亿年的爱玛侬又加了10亿年……

(完结)

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