没有阳光的生命世界

没有阳光的生命世界

·方舟子·

文革时期最流行的革命歌曲之一《大海航行靠舵手》有一句至今还
经常被引用的歌词：“万物生长靠太阳”。如果当时有人胆敢质疑它，
不仅要犯政治错误，恐怕还要被视为缺乏科学常识。没有阳光，植物就
不能生存；没有植物，就不会有草食性动物；没有草食性动物，就不会
有肉食性动物。所以所有的动植物都直接或间接地依赖阳光而生存。

用生态学的术语来说，阳光是能源，植物是生态系统中利用能源的
生产者，而动物则是消费者。一个生态系统离不开阳光和植物，正如一
个社会不能没有能源和生产者。一位学植物学的网友在一篇文章中就这
么说：“所以地球上任何生态系统中的主人，其实都是植物，没有它们
合成有机质，其他一切生物都生存不了。说得再明白点：离开了动物，
植物照样可以活下去；离开了植物，动物却完全无法活下去。”

有些读者可能会想到，有一些地方终年不见天日，虽然那里没有植
物，但是有动物。例如在某些黑暗的溶洞的溪流中，生活着穴鱼，一生
不见阳光，眼睛完全退化了。但是它们的食物是从阳光世界漂流来的动
物和植物，那个黑暗世界并非自给自足。

另外一个更黑暗也更广阔的世界是深海。照射到海上的阳光，将
会被海水吸收，越深处的海水，能得到的阳光越少。有一部分阳光能够
穿透到海面以下200米，但是量已少到不足以让植物进行光合作用了。
而到了海面以下1000米，就几乎没有阳光了。在阳光稀少甚至完全没有
的深海，是没有植物的。但是却生活着众多的动物。在海洋最深处也不
例外：1960年，美国科考队员乘深海潜艇首次下到了世界最深处——
10000多米深的马里亚纳海沟底部，居然看到一条鱼和一只虾在游动。
这又是怎么回事呢？

深海里的许多动物其实并非深海的永久居民。它们夜间会游到浅海
进食（比如吃浮游植物），太阳升起后再躲回到更安全的深海。有些深
海动物则是来自浅海的捕食者，例如抹香鲸有时能潜到水深2000米处追
捕大乌贼。许多深海的永久居民（例如深海海底的海星、海胆）的食物
实际上也来自浅海——从上面掉下来的食物碎屑，例如浅海动物的粪便
和尸体，最终还是来自浮游植物和其他植物光合作用的产物。如此说来，
即便是暗无天日的深海，也是“万物生长靠太阳”的了？

1977年，当中国刚刚结束文革的时候，美国科学家潜到厄瓜多尔西
边加拉帕戈斯裂谷水深2500米处，在那里发现了海底温泉——深海热液
口。它们是海底火山活动的结果，是意料之中的：海水从地壳裂缝渗入
进入，被岩浆加热，同时溶解了一些矿物质。这些温度能达380摄氏度
的炽热海水从一些出口像间歇泉一样从地底下喷射回来，与周围冰冷的
海水接触，溶解的矿物质沉淀了下来，在出口形成了“黑烟囱”。完全
出乎意料的是，就在这些温泉周围，生活着丰富的动物群：长度超过2
米的巨型管虫、软体动物、海葵、蛞蝓、螃蟹、虾、鱼等等。

在这个特殊的环境中生活，需要能耐高温，例如巨型管虫能够忍
受80摄氏度的水温。需要能忍受从地底喷射出来的硫化氢（臭鸡蛋气体）、
重金属等对其他动物是致命的物质。还需要能对付强酸环境，那里的海
水的pH值低于3，比醋还酸，所以那里的软体动物没有壳——由碳酸钙
组成的壳会被酸溶解掉。那里的海水产生的巨大压力能达到海平面气压的
1000倍，所以动物身体不能有任何含空气的组织，否则将会被压扁。

但是最意外的是：这是一个不依赖阳光的自给自足的生态系统。维
持生态系统的能源正是“有毒气体”硫化氢，其生产者是某些能耐100
摄氏度以上高温的化能自养型细菌。硫化氢不断地从热液口喷出，与海水
中的氧发生反应，释放出能量，细菌就利用这些能量将二氧化碳合成有
机物。有的动物，例如软体动物，就以细菌为食。有的动物，例如巨型
管虫，则与细菌共生，细菌长在管虫的组织中，管虫吸入硫化氢、氧、
二氧化碳供细菌利用，细菌排出的代谢废物成为管虫的食物，管虫排
出的废物则又成为蟹、虾的食物。当然，还有些动物，例如鱼类，是靠
捕捉其他动物为生的。

自1977年以来，在世界许多地方都发现了深海热液口生物群落，那
里的生物绝大部分都是从未发现过的新物种，平均每10天就会发现一个
新物种。但是到现在只有1％的海底被考察过，我们对那里的生物仍然
几乎一无所知。有研究人员估计，可能有多达1亿种物种生活在深海，
比地球其他地方的所有物种都多。没有阳光的生命世界一点都不比阳光
世界逊色。

深海热液口的动物和细菌并非完全不需要来自“上面”的东西：它
们不能没有氧气，而氧气乃是植物光合作用产生的。所以，那里的生命
终究还是依赖阳光的。

2008.1.6.