冷泉生物羣和熱液生物羣是一樣的嗎?
冷泉生物羣和熱液生物羣既有相似也有不同,生活在冷泉中的微生物大多是化能自養微生物,它們依靠化學反應獲取能量併合成有機質,冷泉流體和熱液流體中通常都含有大量的甲烷,在兩種生物羣中都會發現甲烷氧化菌,不同的是,熱液流體中富含多種金屬離子或氫氣等,很多微生物會以金屬離子或氫氣等爲食。
海底是“漏”的。除了冰冷的海水往下向海底的岩層或沉積物中滲漏以外,不同溫度、不同成分的流體也會從海底以下的地層中向海水中噴逸。當流體成分以碳氫化合物(甲烷或其他高分子量碳氫氣體)、硫化氫或二氧化碳爲主,並且溫度與海水相近時,就被稱爲冷泉;當流體富含各種金屬元素和氣體組分,並且溫度明顯高於周圍海水的溫度時,便是所謂的熱液。有趣的是,在這些流體噴出的地方,往往發育了茂盛的冷泉或熱液生物羣落。然而,由於環境的制約,冷泉生物羣和熱液生物羣既有相似之處,也有着顯著的不同。
以微生物爲例,生活在冷泉和冷泉環境中的微生物大多是化能自養微生物,它們依靠化學反應獲取能量併合成有機質。因此,形象地說,它們都是依靠“吃”流體中的化學物質生存的。由於冷泉流體和熱液流體中通常都含有大量的甲烷,因此,既能在冷泉環境也能在熱液環境中發現甲烷氧化菌。有意思的是,在冷泉環境中,這些甲烷氧化菌必須與硫酸鹽還原菌組成一個“共生體”才能夠發揮作用,雙方離開彼此均不能存活。它們或構成球狀,或構成圓柱狀,通常是甲烷氧化菌的細胞羣被硫酸鹽還原菌羣完全或部分地包裹住。平均來說,甲烷氧化菌與硫酸鹽還原菌數量的比例爲1:2。
與冷泉流體化學組成不同的是,熱液流體中富含多種金屬離子或氫氣等。因此,在熱液環境中,很多微生物會以金屬離子或氫氣等爲“食”,許多氫氧化菌、鐵氧化菌、鐵還原菌或錳氧化菌等能夠在這裏自在地生活。
當然,溫度也是影響熱液和冷泉微生物類羣差異的一個主要因素。由於高溫的影響,海底熱液環境中居住着許多喜好“炎熱”的“居民”,它們就是人們常說的嗜熱微生物和超嗜熱微生物。
與微生物相似,冷泉動物羣和熱液動物羣既有相似之處,也有明顯的差異。目前已經發現的冷泉動物物種超過210種,而熱液動物物種則更是超過了500種。其中,管狀蠕蟲、貽貝、帽貝、蛤、蝦、蝸牛、腹足類動物等是熱液或冷泉環境中常見的原住民。多毛類、螃蟹、海葵、藤壺、海綿、棘皮動物等也常棲息於熱液或冷泉環境中。
儘管在熱液和冷泉環境中都有管狀蠕蟲、貝類等動物的蹤跡,但它們在生物分類學上卻隸屬於不同的種屬,在生理特性上也有很大的差異。以管狀蠕蟲爲例,熱液環境中生活的管狀蠕蟲,最快每年可以長0.8米,被認爲是地球上生長速度最快的動物之一,其管體的長度最長可以達到3米。相比之下,生活於冷泉環境中的管狀蠕蟲,則生長非常緩慢,它們要活到250歲才長到2米長!如此“高齡”,即便對於地球上其他“長壽”動物而言,也實屬罕見。
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