賀秋芳

洞穴雖然是人類文明的起點(diǎn)，但微生物才是洞穴環(huán)境的主宰者，它們不僅對洞穴的形成、生長、生態(tài)具有決定性的作用，也為地球上早期的生命探測、如今的一些新藥開發(fā)起到了重要作用。

微生物在哪里？

洞穴系統(tǒng)各部分都廣泛分布著數(shù)量眾多的微生物，其含量達(dá)到每立方厘米106 個(gè)細(xì)胞以上。洞穴中生長的微生物包括古細(xì)菌、細(xì)菌、藻類、真菌、放線菌，其中，洞穴內(nèi)的光照強(qiáng)度、酸堿度、濕度、溫度、含氧量等的差異決定了其中微生物種類和數(shù)量的差異。

洞穴環(huán)境的變化決定了洞穴中微生物的種類和數(shù)量，也決定著洞穴生態(tài)鏈結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)傳遞過程。不僅如此，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)多種微生物的礦化作用參與了洞穴中溶蝕和沉積形態(tài)的構(gòu)成，也是洞穴中生物成礦的主要參與者。

硫氧化細(xì)菌，微觀世界的布景大師

硫氧化細(xì)菌是典型的化能自養(yǎng)細(xì)菌，它們將封閉洞穴中的單質(zhì)硫氧化成硫酸，并將此作為能量供給洞穴中的其他生物。更重要的是，這些硫酸可以強(qiáng)烈地溶蝕洞穴圍巖中的碳酸巖，幫助洞穴完成“生長”。有科學(xué)家認(rèn)為，美國列楚基耶洞和墨西哥光明洞等，主要是由微生物溶蝕作用造成的。而與之相反，藍(lán)細(xì)菌、假單胞菌、芽孢桿菌以及泉古菌門的多種微生物，能通過改變微環(huán)境酸堿度或者提供結(jié)核等方式，誘導(dǎo)或直接形成碳酸鈣結(jié)晶。這些碳酸鈣結(jié)晶構(gòu)成了常見的石筍、鐘乳石、石花、鵝管石、卷曲石等。

硝化細(xì)菌，火藥的發(fā)明它也有功勞

洞穴中硝化細(xì)菌將土壤滲透水和蝙蝠、鼠類、雨燕等動物糞便中的氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，然后在干燥的洞道中積累形成硝石土。硝石土是古代人類提煉和采集硝酸鹽礦的重要來源，重慶金佛山金佛洞中就留下了很多古人采鹽熬硝的遺跡，見證了中國古代制造黑火藥的久遠(yuǎn)歷史。

而且，洞穴中還存在一類細(xì)菌可以氧化鐵和錳元素，生成鐵錳結(jié)殼（處于巖石表面厚達(dá)數(shù)毫米到數(shù)厘米的堅(jiān)硬表層）。尤其在降雨較少的季節(jié)，這類微生物會在洞穴碳酸鹽沉積物的表面形成一層黑黃色的結(jié)皮，構(gòu)成了你現(xiàn)在看到的淺黃、棕黃、棕黑到黑色的洞穴奇觀。

目前，世界上還有90%左右的洞穴人類尚未踏足，黑暗洞穴中的這些生命與光明中的生命截然不同，它們是有趣而多樣的。至于它們是如何適應(yīng)這殘酷而且變化多樣的洞穴環(huán)境，則是留給人類的未解之謎。