过去的预测将给出地球生命起源的解释
数年前，麻省理工学院的德莱克 · 洛夫利（Derek R. Lovley）博士及其同事发现，一些细菌使用铁元素作为呼吸的方式（正如人类利用氧来烧熟食物一样），微生物这种呼吸形式产生的一种惊人而又普通的副产品则是磁铁，一种又黑又硬的磁性矿物质。
这些科学家开始怀疑，隐藏在深海中的大群微生物很可能是散布于陆地和海洋的大量磁铁矿形成的原因。
因此，他们把目光转向了海底火山裂缝这一最奇特最古老的地貌。在那里，含矿物质丰富并且热得足以使铅融化的水不断向外涌出，滋养着从极其微小的细菌到八英尺长的管虫等众多生命。从太平洋和其他海域的深处，这些科学家获得了许多热流体样本。
令人惊讶的是，他们发现那些被称为嗜热菌的好热微生物都能够吸入铁并生成磁铁。不仅如此，其中一种细菌还打破了已知的耐高温记录，居然能在250℃的环境中茁壮成长，而这一温度远远高于通常进行杀菌时所达到的温度。这种异乎寻常的生物很可能是已发现的地球上最古老的生命形式之一。
洛夫利等科学家认为，此发现表明地球上的所有生命可能都起源于这种能够呼吸铁元素的微生物，而这也许是了解早期生物进化的化学途径的关键之所在。
自发现火山热液（“热水”）出口25年来，科学家们已经发现了许多具有重大价值的生命形式：数百个新奇的物种、新属、新科甚至是全新的目。这些生物在一起所构成的生态系统一点也不比陆地上的生物多样性逊色，科学家为其起了个名字：黑暗生物圈。
有消息说，一部展示海底火山口考察的宽屏幕纪录片将在洛杉矶首映，会引起人们的极大兴趣。“向人们展示海底火山口的生物世界是我们许多人多年的愿望，”积极支持这部影片拍摄和最初考察活动的罗格斯大学生物学家理查德 · 鲁兹（Richard A. Lutz）博士说，“从那以后，我们都被这种火山口给迷住了。”
曾几何时，人们以为海底是一片荒原：那里没有光，没有热，没有植物，几乎没有生命。
这种认识在1997年被打破，当时海洋学家潜入到太平洋的深处，发现了由蛤类、蚌类和长管虫类等生物奇异的生态系统。
当这些生物被带出水面时，都有一股臭鸡蛋的气味。事实表明，该生态系统的主要能源是从那些火山热液出口释放出的硫化物，尤其是碗化氢。而主要生产者（像陆生植物一样）就是那些依赖于海底火山所释放的热能和化学能而繁荣兴旺的微小细菌。这种黑暗生态系统的特点使得科学家们推断，地球上的生命并非都得依赖于太阳能或光合作用。
随着类似的生物群落在深海中的不断发现，科学家们纷纷著书立说，认为这些火山口可能是深海微生物世界的窗口，这是一个深达地壳以下几英里的潜藏生物圈，其生物总量比得上甚至超过全部地表生命。更令人不可思议的是，他们认为，地球上的生命很可能就是从这样的生物门类开始，并由稳定的热化合物食物所养育。
自从令人极为兴奋的初期考察之后，海洋学家不仅发现了这样的深海绿洲痕迹，而且找到了有力的证据，实际上他们也的确揭开了一个古老而又浩大的生态系统的秘密。最近，有不少文章对这些群落中微生物基本成员的普查情况进行了报道。
图为生活在海底的珊瑚
“我们在所有考察过的地方几乎都发现那些小东西，”华盛顿大学的生物学家约翰 · 巴洛斯（John A. Baross）博士说。他是一位嗜热菌研究专家，曾使用深海机器人采集到含有嗜热生物的水样。
大部分的科学考察集中在从加利福尼亚到加拿大的西海岸附近海域，因为对位于海岸附近的火山口进行考察要相对容易些。
5年前，科学家们首次在温哥华岛附近的海底获取了4块火山口的烟道样本，其中两个取自死火山，两个取自活火山，这些热烟道中富含化学物质和微生物。这些烟道样本又黑又粗，高达7英尺，重达两吨，烟道中充满了海蠕虫、海蜘蛛和帽贝等多种生物。
在今年6月份的《应用与环境微生物学》杂志上，华盛顿大学的巴洛斯博士和马修，施伦克（Matthew O. Schrenk）德博拉 · 凯利（Deborah S. Kelley）、约翰 · 德莱尼（John R. Delaney）等科学家发表了烟道样本的分析报告：这些烟道过去能源源不断地喷发出575℃的流体，尽管其温度如此之高，却充满了生命的迹象。
他们在报告中说，“显微观察可见该结构的所有矿物表面都附着有微型生物体。”他们还说，此发现提示，进一步的研究将使人们在认识上扩大“已知的生命存在的温度上限。”
科学家们专门对1998年、1999年和2000年发生过火山爆发的俄勒冈州海域一个火山口进行了不同性质的普查，这几次火山爆发都曾用水下麦克风进行过监控。在每次普查中，他们都从距离海平面一英里以下的水域采集了水样。这样的火山爆发使生物学家得到意外收获：不仅发现熔融的岩石，而且发现其向外喷出的热水富含大量微生物。这些被认为源于海底那些岩石裂缝、沟隙和石孔内的巨大生物群落；使专家瞥见了一个通常看不到的世界。
华盛顿大学的朱莉 · 休伯（Julie A. Huber）、大卫 · 巴特菲尔德（David A. Butterfield）和巴洛斯等科学家在4月份由欧洲微生物学联合会出版的《微生物生态学》杂志上发表了他们对生活在长达三分之一英里的火山裂缝处的微生物所进行的普查报告。
他们在报告中说，即使是在海水最深的地方，在沉重的压力之下，由大约30%的开放毛孔所构成的岩石海底却给微小生物留下了许许多多的生活空间。
科学家们集中力量研究了所收集微生物的天然遗传物质，发现用特殊食物进行微生物培养的多种方法都可以轻而易举地将其分门别类（目前，对嗜热菌摄食和呼吸等行为的研究依然是一门新兴学科）。
令科学家们感到惊讶的是，他们发现，始终变化不定的生物群落有着很大差异。1998年火山爆发时产生的细菌为35种，而1999年和2000年两次火山爆发产生的细菌则分别为37种和57种。
但是，据同一作者在2002年4月《应用与环境微生物学》杂志上发表的论文说，常见于炎热地方的古生物与那些被认为生存于古老地球上的生物一样，其物种数量的变化与上述情况相反，第一次普查时是63种，后两次则分别降到了60种和52种。
物种数量变化不定的深层原因仍然是扑朔迷离的。“我们正在设法弄清楚这些系统（黑暗生物圈）的运转情况，”巴洛斯博士在一次访谈时说，“这是一幅非常复杂的拼图。就在一两年前，我们还一块图板都没有，但现在，从某种程度上来说，我们已开始将它拼合起来了。”
3年前，科学家在谈到发现生活在32亿年前海底火山口附近的微生物的化石时曾明确指出，嗜热菌是地球上最早的生物之一。该发现加快了对原始火山口生物后裔的研究。
生物学家认为，麻省理工学院的科学家卡泽姆 · 卡谢菲（Kazem Kashefi）博士等人关于强高温且呼吸铁的生物的最新发现表明，这一黑暗生物圈比以前文献所报道的要更深更热。他们还说，硫的作用可能并不像以前所想象得那么重要。
8月15日出版的《科学》杂志也报道了这项有关铁元素是生物呼吸形式之一的重大发现。
洛夫利博士和卡谢菲博士均断言，事实将证明这种普遍金属（地球上非常丰富的元素）对于生命的极端重要性。他们在文章中说，铁的转变“也许是微生物作为在炎热的早期地球上演化的生命进行呼吸的第一种形式。”
[The New York Times，2003年9月9日]