翟萬銀
生物多樣性一直是個(gè)熱門詞匯,因?yàn)樗o密聯(lián)系著我們的日常生活。袁隆平利用我國豐富的野生和種植品系水稻進(jìn)行雜交,選育出超級(jí)雜交稻,畝產(chǎn)超過900千克。這對我們13億中國人來說意義多么重大!試想,如果沒有我國水稻的生物多樣性,“巧婦難為無米之炊”,再偉大的袁隆平,也會(huì)因?yàn)闆]有構(gòu)建超級(jí)雜交稻的遺傳基礎(chǔ)而慨嘆。在我們這個(gè)車輪滾滾高速前行的時(shí)代,輪胎是我們周游世界的關(guān)鍵部件。它的發(fā)明源于發(fā)現(xiàn)橡膠樹能產(chǎn)生樹膠,樹膠可以加工制成既有強(qiáng)度又有彈性的“橡膠輪胎”,這才使汽車跑得飛快。試想,如果沒有橡膠樹這個(gè)物種,人類可能至今還坐在與古代戰(zhàn)車差不多的轱轆上??梢娚锒鄻有允侨祟愘囈陨婧桶l(fā)展的基礎(chǔ)。因而,盡管到目前為止我們所知的絕大部分物種還沒有“物盡其用”,人類探知地球物種及其多樣性的渴望卻越來越強(qiáng)。
上世紀(jì)七八十年代,人們還認(rèn)為地球的動(dòng)植物不過160多萬種。這個(gè)數(shù)字隨著人類生產(chǎn)和探測技術(shù)的提高,不斷被刷新。最近,美國夏威夷大學(xué)的莫拉教授依據(jù)海洋生物普查數(shù)據(jù),再經(jīng)過科學(xué)的計(jì)算,得出的理論動(dòng)植物種類是870萬種!
然而,這個(gè)數(shù)字還有人認(rèn)為是太過保守了。有人估算僅深海海底的物種就超過這個(gè)數(shù)。深海是指深海底區(qū)或深淵底區(qū)的海洋深層,一般在海面4000米以下。在這個(gè)深度,光線無法透過,一直暗無天日,植物無法進(jìn)行光合作用。之前人們一直認(rèn)為這樣的區(qū)域動(dòng)植物不可能生存,是個(gè)毫無生氣的“沙漠”地帶。然而,1992年,日本科學(xué)家乘坐深海載人潛水器在鳥島海域4146米深處發(fā)現(xiàn)在古鯨遺骨上附著寄生的小型貝類和深海蝦群。1994年,俄羅斯科學(xué)家在大西洋水域的熱液場探測時(shí),發(fā)現(xiàn)了多種熱液生物,如蝦類、貽貝類、鰻類等。1995年,美、日科學(xué)家聯(lián)合對大西洋、太平洋深海調(diào)查中,在奧尻島海域驚奇地發(fā)現(xiàn)了日本海的深海系依賴化學(xué)合成而生活的生物群。近年來,科學(xué)家們在僅對大約萬分之一深海世界進(jìn)行的生物多樣性調(diào)查中,就顯示出海底可能有高達(dá)1000萬種生命存在,分屬于各種獨(dú)特的深海生態(tài)系統(tǒng)——熱液出口、冷液出口、海山、海底峽谷、深海平原、海洋對流層和瀝青火山等。
不過迄今為止,科學(xué)家在深海區(qū)域調(diào)查到的物種中,還只鑒定了17650種,包括蝦類、珊瑚、星魚、蟹類等。其它物種人類從未見識(shí)過,如在亞特蘭大東南部海底收集到的680個(gè)細(xì)小的甲殼動(dòng)物樣本中,只辨識(shí)出了其中的7個(gè)。在南極深海采集的674種等腳類生物樣本,包括長達(dá)兩米的蠕蟲,80%以上的物種人類從未見過。對有些未知的物種科學(xué)家不得不臨時(shí)取名,例如在美國加利福尼亞州蒙特里灣死亡鯨魚的骨骼里發(fā)現(xiàn)的兩種人類從未見過的怪蟲,它們沒有眼睛、沒有胃,甚至連嘴巴都沒有,科學(xué)家將之認(rèn)定為新種,命名為“食骨蟲”。在深海熱液噴口區(qū)發(fā)現(xiàn)的500種左右的動(dòng)物,竟然不需像陸地生物那樣直接或間接靠陽光和光合作用獲得能量,也不用消化系統(tǒng),而是依賴對大多數(shù)其他動(dòng)物都是致命的物質(zhì)——硫化氫維持生活,我們不妨?xí)呵曳Q它們?yōu)椤跋沓粝x”,因?yàn)榱蚧瘹涫且环N惡臭的化合物。這些數(shù)不勝數(shù)的怪物說明,海底是生物多樣性的寶庫。
深海海底生物處于獨(dú)特的物理、化學(xué)和生態(tài)環(huán)境中,尤其熱液噴口區(qū)的生物在高壓、劇變的溫度梯度和高濃度的有毒物質(zhì)包圍下,形成了極為獨(dú)特的生物結(jié)構(gòu)、代謝機(jī)制,體內(nèi)產(chǎn)生了特殊的生物活性物質(zhì),例如嗜堿、耐壓、嗜熱、嗜冷、抗毒的各種極端酶。這些特殊的生物活性物質(zhì)功能各異,是深海海底生物資源中最具應(yīng)用價(jià)值的部分,可能在未來的工業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,扮演像野生水稻或橡膠樹那樣的角色。
比如,石油一直是工業(yè)社會(huì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的“血液”,石油的勘探與開采既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,前不久我國渤海灣石油鉆井平臺(tái)就出現(xiàn)了嚴(yán)重的漏油事故,污染了海洋生態(tài)環(huán)境。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)深海就有一種可噴射石油的管蟲,它生活在墨西哥灣海平面下990米深處,以海底石油為食物。在深潛器機(jī)械臂從海床的坑洞中捕獲它們時(shí),它們竟能向外噴出石油。說不定哪天科學(xué)家就能開發(fā)出干凈環(huán)保的“海上管蟲石油開采平臺(tái)”。
城市的下水道,有機(jī)垃圾浸泡在水中,會(huì)產(chǎn)生大量有毒的硫化氫毒氣,散發(fā)惡臭氣體。下水道一旦發(fā)生阻塞,其硫化氫積累越多,臭氣越大,常常給進(jìn)入下水道工作的環(huán)衛(wèi)工人帶來生命危險(xiǎn)。前面說到的“享臭蟲”,說不定哪天就被科學(xué)家改造成清理下水道惡臭的“工人”。
科學(xué)家為了治愈瘧疾,挽救幾百萬病人的生命,保護(hù)數(shù)億人的健康,曾篩查過大量的傳統(tǒng)藥物,后我國藥學(xué)家屠呦呦在植物青蒿葉中提取到了抗瘧疾新藥——青蒿素。然而,科學(xué)家至今也沒有找到可治愈腫瘤頑疾的靈丹妙藥,他們幾乎對世界各國的陸生草藥篩了個(gè)遍,也沒找到根治的藥物?,F(xiàn)在科學(xué)家們正在向海洋生物進(jìn)發(fā),期望能在這些海底怪物身上找到抗癌藥物。從生命科學(xué)的角度看,海洋無疑是天然而又龐大的生物基因庫,有著難以估量的生物醫(yī)藥價(jià)值。盡管人們無法完全知曉大洋底還存在何種匪夷所思但卻價(jià)值連城的生物體,但海洋生物基因資源已經(jīng)凸顯出巨大的應(yīng)用價(jià)值,目前人類已經(jīng)利用的海底生物基因產(chǎn)業(yè),其產(chǎn)值每年都已超過數(shù)十億美元。
目前,深海中到底有多少種生物,人們實(shí)際上難以估測,其生物多樣性正有待于各種科學(xué)手段,包括像我國“蛟龍”號(hào)那樣的深潛器去探查。研究表明,深海生態(tài)系統(tǒng)為地球上其它生物不僅提供了各種“貨物”,如生物種群、生物活性分子、油氣、礦物等,同時(shí)還提供了“服務(wù)”,如氣候調(diào)節(jié)、營養(yǎng)物更新、食物提供等。深海生物多樣性對于地球生物圈的可持續(xù)機(jī)能和人類的生存與發(fā)展都極為重要。