住在400°C海底的生物 不怕被烤熟吗？

2020年4月2日下午，中科院“探索一号”科考船搭载“深海勇士”号载人潜水器完成2020年度第一个科考航次(TS16航次)，返回三亚。本航次一个重要成果——在南海1600米深处发现了鲸落，这是我国科学家第一次发现该类型的生态系统。

一鲸落，万物生。它引起了大众对深海世界生命奥妙的无尽遐想。那么，与鲸落一起被称为深海生命“绿洲”的热液、冷泉，你又了解多少呢？👇

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科普专栏/06期

Hi~T博士带你认识深海

关于“深海热液”

（全文约1600字 阅读约需10min）

生命绿洲

深/海/热/液

以下内容综合自物种日历（guokrpac）、我是科学家iScientist（lamaScientist），内容略有删减。

海底热液喷口，是海底的活地狱

海水被地热烧滚，源源不断从地壳涌出

极高的水压让它的温度可以达到400℃

水流携带着各种硫化物和重金属

其中不乏有毒物质

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初识“黑烟囱”

“蛟龙”号搭载的机械手在西南印度洋海底作业(2015年2月3日摄)。图片来源：新华网

这样的“烟囱”被称为深海热液喷口，它们是深藏海底的热泉，近似于陆地上的天然温泉。当海水沿海底裂隙向下渗流，受岩浆热源的加热，再集中向上流动并喷发，就形成了“烟囱”一样的深海热液喷口。

就像人类的烟囱一样，海底的“烟囱”也会冒出不同颜色的“烟”。根据海底热液温度及喷出的矿物成分的不同，一般将海底热液烟囱划分为黑烟囱、白烟囱和低温喷口。海底“黑烟囱”通常位于海底正在张开的地壳板块之间，这里的火山活动频繁，海水可以被加热到300~400℃的温度。“烟囱”形如柱状圆丘，喷出的黑烟富含高浓度的硫化物。

海底古热液烟囱。同济大学供图

1979年，科学家在加拉帕戈斯群岛（就是让达尔文产生进化论灵感的地方）首次发现了海底“黑烟囱”。当时，美国的阿尔文号（Alvin）载人深潜器正在该岛附近深度约1650~2610米的海底进行探测，突然发现数十个冒着黑色和白色烟雾的液柱喷出，蔚为壮观。在此之后，科学家们在大西洋、印度洋、北冰洋、红海也发现了许多“黑烟囱”。

海底极为贫瘠

而海底热液喷口喷出的大量硫化物

可以作为细菌和古菌丰富的食物

海洋的动物则以这些微生物为生

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黑烟囱的“生命绿洲”

东斯科蒂海脊附近喷口上生长的藤壶群（右上角）和盲视雪蟹。图片来源：Wikipedia

黑烟囱喷吐着灼热的液流，活动区的温度极高，但它四周是冰冷的海水，水温很快就降到生命可以承受的程度。液流中的硫化物和重金属，很多对人类都是有毒的，仿佛是地狱般的场景。然而，在深海中的“居民”依靠黑烟囱等海底热液口释放的地热和物质生活，被称为“黑暗生物圈”。

热液群落中生活着蠕虫、蛤类、贻贝类、蟹类、水母、藤壶等动物，以热液群落中的盲虾为例，它们身上生活着多种嗜硫细菌，细菌把剧毒硫化物转化为能量，盲虾取食身体表面的细菌，数量较少的热液鱼则以盲虾等为食。

这是“蛟龙”号在西南印度洋海底热液区拍摄到的海底生物(2015年2月3日摄)。新华社发(中国大洋35航次现场指挥部提供)

生机盎然的黑烟囱成为了解地球上生物群落的一扇新窗口。据统计，科学家在海底热液区新发现的物种已达10个门、500多个种属，大部分为热液环境所独有。

深海热液口极端的生态环境以及丰富的生物资源，使得深海热液口微生物及其次生代谢产物，在抗肿瘤、抗衰老、抗氧化等领域具有重要的研究价值，成为未来宝贵的生物基因和医药资源，而硫氧化菌“吃”硫的特性，已经被应用在治理石油污染等环保领域。

蛟龙号探秘神奇海底热液区，采集到的深海生物(2015年2月3日摄)。图片来源：新华网

在海底热液口的周围

存在着一个熙熙攘攘的生命世界

这些生物在地表人类看来都有些奇怪

鲜少被大众所知

T博士带你认识一下海底热液口的“居民”~

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黑烟囱的深海居民

从左到右，分别是从Kairei、龙旂、Solitaire采到的鳞足螺。陈充 / Wikimedia Commons

自带铁饭碗和超级心脏的“螺”

鳞角腹足蜗牛也叫鳞足螺，体长5~6厘米，最引人注目的特点，是它腹足上覆盖着密密的薄片，仿佛鱼鳞一样。“鳞”的成分类似甲壳硬朊，表面覆盖着一层漆黑发亮的“铁甲”——铁和硫的化合物。鳞足螺的表层包裹着硫复铁矿，底层是跟普通蜗牛壳一样的钙盐，中间则是一层类似角质的有机质。实验室里的测试发现，这是一个有效的防御机制，也许可以抵御捕食者。

鳞足螺的内部器官和外部一样怪异。它的消化器官很小，唯独食道腺很大（占体重9%），里面生活着大量的硫氧化细菌，利用硫化氢反应产生化学能，使用二氧化碳制造有机物，这些细菌又是成年鳞足螺的唯一食物来源。在恰饭艰难的深海里，鳞足螺可以说是抱住了铁饭碗。鳞足螺的循环系统非常发达，鳃很大、血管很多，最特别的是巨大强健的心脏，相当于自身体积的4%，是人类的三倍。

巨型管状蠕虫。图片：Wikipedia

拥有“玫瑰花园”美称的巨型管状蠕虫

生活在加拉帕戈斯裂谷“烟囱”周围的巨型管状蠕虫（Riftia pachyptila），身体顶端长着鲜红色的羽毛状结构，用来给体内的细菌提供营养，展开时如同海底开满了红色的花朵，因此得到“玫瑰花园”的美称。

评论区

T博士

揭开黑烟囱神秘面纱

需要借助非常先进的技术手段、潜水和取样设备

深潜器可深入海底

实地直接观察黑烟囱并进行相关的观测和取样

群众

经历了漫长的演化和极端环境

奥妙无穷的深海物种还有很多

T博士

它们的存在

让我们知道

生命的存在并非唯一

这也正是我们孜孜不倦探索深海的原因之一

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来源综合自：物种日历、我是科学家iScientist

内容略有删减

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