2023年5月20日至31日是江苏省“全国科技活动周”暨江苏省第35届科普宣传周，今年的主题为“热爱科学  崇尚科学”。结合这个主题，5月28日上午，“常博大讲堂”邀请到中国科学院南京地质古生物研究所二级研究员、南京古生物博物馆名誉馆长冯伟民博士来馆讲座。冯博士带来“深海黑暗生物群与生命起源”专题。

自古以来，人类一直以为大洋深处是黑暗和死寂的。19世纪中叶的时候，英国生物权威向世界宣布大洋600米以下水体停滞、缺氧，是生物的沙漠之地。然而进一步的科考发现深海不仅有“黑烟囱”和热液生物群，而且还有冷泉生物群、深海珊瑚等黑暗生物群。它们以深海地热能代替了太阳能，以硫细菌等微生物作为营养，通过完全不同的化学合成有机质的方式来维持生命活动，共同组成了黑暗世界的食物链系统，形成第二生物圈。

深海黑烟囱的惊世发现。1977年和1979年，美国科学考察艇阿尔文号两次深潜到东太平洋海底之下的深处，带来了惊人的发现。海底温度达到了8度，到处弥漫着浓浓的黑烟，矗立着一根根黑烟囱。“海底是漏的”，当海水沿着中央大洋裂谷渗透到海底深处，最深可达五六公里，冰凉的海水、热液、地下地幔物质的岩浆搅合在一起，带着大量硫化物，比如硫化铜、硫化锌、硫化铅到达海底表面，与海水再次结合发生沉淀、堆积，形成黑烟囱。黑烟囱有时候生长很快，可以达到每天30厘米。科学家对黑烟囱的壳壁进行取样，在电子显微镜下发现了密密麻麻的硫细菌。这些硫细菌都是通过热液口喷涌而出，散溢到海水当中，甚至钻到生物体内去，成为热液生物群主要的营养来源。

深海热液生物群。深海热液生物群的发现极大地拓展了我们对海洋生命世界的认识，许多科学家为此投入了长期的广泛深入的研究。他们发现热液生物群生物的密度、丰富度以及各种微生物代谢的多样性是非常高的，相对周围的海区可以高达一万至十万倍。它由大量的细菌、古菌、病毒、底栖生物和浮游生物组成。在宏体生物，也就是我们肉眼看见的生物里面，包括了大量的鱼类、虾类、蟹类、腹足类、双壳类、蔓足类等等。热液生物群在全世界广泛分布，不仅在大洋中脊、弧后盆地中，而且在冲绳海槽、地中海、我国台湾东北部龟山岛下面的海区也都发现了大量的热液生物。这些热液生物以及它们的黑烟囱，随着温度的不同和热液里面矿物质的不同，呈现颜色各异的烟囱体。

深海冷泉生物群。海底有天然气的化合物，也就是可燃冰，在地底下升温释放减压这个过程当中，会出现大量的甲烷，于是在海洋里面就会形成一种甲烷柱，也就是冷泉。通过对冷泉里液体的营养索取，会形成一套冷泉生物群，包括管状蠕虫、腹足类、双壳类以及其他的微生物等等。

冷水珊瑚林生态系统。冷水珊瑚林是除海底冷泉、热液之外的深海第三大生态系统。目前，冷水珊瑚的研究主要集中在大西洋、美国西海岸太平洋地区和夏威夷海域。深海冷水珊瑚主要以水中的浮游生物和从表层沉降下来的有机质颗粒为食。这些冷水珊瑚不是形成岩石般的珊瑚礁，而是形成树木、羽毛、柱状或扇形的小树丛，海绵、海葵、海参、虾蟹等生物依附其中生活。

深海神奇独特的生态系统——鲸落。鲸落生态系统是鲸鱼在死后尸体最后沉入海底，并以分解者为主的循环生态系统，其可持续循环长达百年之久！海底鲸鱼的尸体和沉船掉到海底的木头都可以成为深海生物的栖居地，为热液生物的传布提供“跳板”。2020年，我国科学家参加“探索一号”科考船考察，首次在南海发现了鲸落，这是我国科学家第一次发现该类型的生态系统。

看似荒芜的深渊环境却并非生命禁区，而是存在着多种生命形式,尤其是“微生物宝库”。达尔文1871年给他朋友写的信里面，专门讲到了生命起源的一种可能性。他认为是发生在一个小小的暖水池里面，也就是后来各种版本的“原始汤”里面。这里面有各种各样的盐类分子、无机分子，它们在闪电、各种宇宙射线等能量的激发下形成蛋白质，合成有机小分子。深海热液喷口微生物生存环境与地球形成早期的环境十分相似,具有高温、高压、氧气稀少、含有丰富的还原性物质等特点。而且，热液口有着最大的温度、pH 和Eh梯度。科学家们由此提出了生命有可能起源于热液环境的假说,认为最初的生物有机质的合成和生命的出现有可能就在热液喷口附近发生。

黑烟囱极端环境大大突破了人们对于生物边界的认知，黑暗生物群揭开了地球第二生物圈的神秘面纱，打开地球生物圈根基的深部生物圈，不仅为探索地球生命起源提供了崭新的假说，而且也为人类探索星外生命坚定了信心！