東太平洋海隆

東太平洋海隆是位于東太平洋的一條深海山脊，也是地球上最長的海底山脊之一。在這樣的深海環(huán)境中，陽光無法觸及，水壓很高，水溫極熱，水中有毒物質(zhì)很多。然而，巨型管蟲卻能在如此嚴(yán)苛的環(huán)境中活得很好。這是為什么？

巨型管蟲

巨型管蟲的長度可達(dá)1.8 米，身體是深紅色的柱狀體。巨型管蟲沒有消化系統(tǒng)，但依靠與自己體內(nèi)的活細(xì)菌之間的共生關(guān)系而活得很自在。這些以數(shù)十億計(jì)的細(xì)菌通過碳固定來供養(yǎng)自己，也供養(yǎng)巨型管蟲。那么，什么是碳固定？

碳固定

碳固定就是把二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑扔袡C(jī)物的過程，也是保持生物圈運(yùn)轉(zhuǎn)的主要過程。根據(jù)環(huán)境的不同，包括可得到的能量不同和碳的來源不同，生物體進(jìn)化出了不同的新陳代謝策略。

像植物這樣的生物體進(jìn)行光合作用，也就是使用陽光提供的能量，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為葡萄糖和氧。

雖然陽光照不到深海，但深海火山活動(dòng)“燒”出的熱液從海底熱液噴口涌出。這些高溫?zé)嵋豪锏牧蚧瘹渚哂心芰?，巨型管蟲則會(huì)運(yùn)用這些能量，與共生細(xì)菌一起來進(jìn)行碳固定，從而推動(dòng)自身的生長和代謝。因此，巨型管蟲屬于一種自養(yǎng)生物。

生存秘笈

大多數(shù)自養(yǎng)生物都使用單一的碳固定通道來維持自己的生存。但巨型管蟲擁有兩條碳固定通道。在最近的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家從東太平洋海隆采集巨型管蟲樣本，并且在模擬自然環(huán)境的情況下孵化巨型管蟲。他們發(fā)現(xiàn)，巨型管蟲的兩條碳固定通道是平行運(yùn)行的——根據(jù)環(huán)境條件的不同，這兩條通道發(fā)揮的作用不同，且相互補(bǔ)充。并且，巨型管蟲還有其他代謝系統(tǒng)分別與這兩條通道協(xié)作。如此一來，巨型管蟲的碳固定效率很高。

實(shí)用意義

這項(xiàng)新研究對(duì)生物技術(shù)很可能有實(shí)用意義?？茖W(xué)家可根據(jù)巨型管蟲的兩條碳固定通道原理，來開發(fā)更有效的碳固定方式，從而更好地保護(hù)生態(tài)和提高農(nóng)作物產(chǎn)量。此外，通過了解類似碳固定通道的運(yùn)作原理，科學(xué)家也能更好地了解生物體怎樣演化出代謝多樣性，以及生物體怎樣適應(yīng)極端環(huán)境。