1
00:00:01,165 --> 00:00:04,597
我是田纳西大学的
一位海洋微生物科学家，

2
00:00:04,597 --> 00:00:07,262
我想告诉大家，有一些微生物

3
00:00:07,262 --> 00:00:10,394
非常的奇特与美妙，

4
00:00:10,394 --> 00:00:14,181
它们挑战着
我们对地球上生命的认知。

5
00:00:14,181 --> 00:00:15,750
我想问大家一个问题。

6
00:00:15,750 --> 00:00:18,741
如果你曾经觉得坐潜水艇去海底

7
00:00:18,741 --> 00:00:21,418
很酷的话，请举起你的手。

8
00:00:22,372 --> 00:00:23,256
很好。

9
00:00:23,256 --> 00:00:25,832
大部分人都举了手，
因为海洋真的很酷！

10
00:00:25,832 --> 00:00:28,559
好的，那如果

11
00:00:28,559 --> 00:00:31,723
你想去海底的原因是
这会让你更加接近

12
00:00:31,723 --> 00:00:34,262
海底令人激动人心的泥，

13
00:00:34,262 --> 00:00:37,169
请举起你的手。

14
00:00:37,169 --> 00:00:38,277
(笑声)

15
00:00:38,277 --> 00:00:39,591
没人啊！

16
00:00:39,591 --> 00:00:41,470
我是这个屋子里的唯一一个。

17
00:00:41,470 --> 00:00:43,374
好的，我总是在想，

18
00:00:43,374 --> 00:00:45,729
我每天醒来后的大部分时间

19
00:00:45,729 --> 00:00:49,483
都花在决定我们可以
探入地球多深这件事上，

20
00:00:49,483 --> 00:00:53,270
并且还会发现有一些活着的生命，

21
00:00:53,270 --> 00:00:55,726
因为我们还是不知道
关于地球上的生命这个

22
00:00:55,726 --> 00:00:57,513
最基本问题的答案。

23
00:00:57,513 --> 00:01:01,227
在上世纪80年代，一位叫做
约翰·派克斯的英国科学家，

24
00:01:01,227 --> 00:01:03,135
也同样沉迷于这个问题，

25
00:01:03,135 --> 00:01:05,862
他想出了一个疯狂的点子。

26
00:01:05,862 --> 00:01:11,448
他相信在全世界的海洋底部
都有一个巨大，深邃，生机勃勃的

27
00:01:11,448 --> 00:01:13,067
微生物圈，

28
00:01:13,067 --> 00:01:15,689
深入海床达几百米，

29
00:01:15,689 --> 00:01:16,854
听起来很酷，

30
00:01:16,854 --> 00:01:20,076
可是唯一的问题是，没人相信他，

31
00:01:20,080 --> 00:01:22,923
而其背后的原因是

32
00:01:22,923 --> 00:01:27,107
海洋的沉积处可能是
地球上最枯燥乏味的地方了。

33
00:01:27,107 --> 00:01:28,111
（笑声）

34
00:01:28,111 --> 00:01:31,230
那里没有阳光，没有氧气，

35
00:01:31,230 --> 00:01:32,793
可能最坏的情况是，

36
00:01:32,793 --> 00:01:36,932
那里没有新鲜的食物供给
已经持续长达几百万年。

37
00:01:36,932 --> 00:01:38,938
你不需要一个生物学博士学位

38
00:01:38,938 --> 00:01:41,597
就会知道那里不是一个
寻找生命的好地方。

39
00:01:41,597 --> 00:01:42,548
（笑声）

40
00:01:42,548 --> 00:01:45,849
但是在2002年，
约翰说服了足够多的人

41
00:01:45,849 --> 00:01:49,587
相信他会有新发现，
于是他得到了一个在一艘叫做

42
00:01:49,587 --> 00:01:53,073
乔伊斯决心号的
钻探船上考察的机会。

43
00:01:53,077 --> 00:01:56,151
他和来自丹麦的波巴克·约金森
一同进行了那次考察。

44
00:01:56,151 --> 00:01:57,807
他们终于可以拿到

45
00:01:57,807 --> 00:02:01,286
真正的深海下表层的样本，

46
00:02:01,286 --> 00:02:04,123
没有接触到任何
表层微生物的污染。

47
00:02:04,123 --> 00:02:09,496
这艘钻探船可以钻进海底几千米，

48
00:02:09,496 --> 00:02:12,920
泥被储存在一个接一个的
管子里按顺序被打上来，

49
00:02:12,920 --> 00:02:15,634
就像这样长长的管子。

50
00:02:15,634 --> 00:02:19,477
然后由像我这样
在船上的科学家拿着，

51
00:02:19,477 --> 00:02:22,491
在船上处理重要的部分，
然后把它们送回

52
00:02:22,491 --> 00:02:24,614
实验室，再进行更深入的研究。

53
00:02:24,614 --> 00:02:26,211
当约翰和他的同事们

54
00:02:26,211 --> 00:02:29,714
初次拿到了这些宝贵，
新鲜干净的深海样本时，

55
00:02:29,714 --> 00:02:31,589
他们把样本放在了显微镜下，

56
00:02:31,589 --> 00:02:35,752
并看到了像这样的图片，

57
00:02:35,752 --> 00:02:37,933
这其实是最近一次考察拿来的样本，

58
00:02:37,933 --> 00:02:40,443
数据来自我的博士学生，
Joy Buongiorno。

59
00:02:40,443 --> 00:02:42,821
你们可以看到背景有些雾蒙蒙的东西。

60
00:02:42,821 --> 00:02:45,574
那是泥，深海泥，

61
00:02:45,574 --> 00:02:49,585
亮亮的绿点，被绿色荧光染色的

62
00:02:49,585 --> 00:02:52,363
是真的，活着的微生物。

63
00:02:53,173 --> 00:02:56,127
现在我需要告诉你们
微生物真正悲剧的地方。

64
00:02:56,127 --> 00:02:58,180
它们在显微镜下看起来都一样。

65
00:02:58,180 --> 00:02:59,921
我是说，初次预测的时候。

66
00:02:59,921 --> 00:03:03,517
你可以拿着世界上
最迷人的有机组织，

67
00:03:03,517 --> 00:03:07,237
比如说一个可以呼吸铀的微生物，

68
00:03:07,237 --> 00:03:09,633
和一个可以产生火箭燃料的微生物，

69
00:03:09,633 --> 00:03:11,243
把它们和一些深海泥混在一起，

70
00:03:11,243 --> 00:03:13,454
然后把它们放在显微镜下观察。

71
00:03:13,454 --> 00:03:15,405
它们只会是一个个小点点，

72
00:03:15,405 --> 00:03:16,754
很让人抓狂。

73
00:03:16,754 --> 00:03:19,259
所以我们不能通过
它们的样子来辨别它们。

74
00:03:19,259 --> 00:03:21,569
我们需要用DNA, 像指纹一样

75
00:03:21,569 --> 00:03:23,274
来分清谁是谁。

76
00:03:23,274 --> 00:03:25,464
我现在来教你们怎么做。

77
00:03:25,464 --> 00:03:29,534
我编了一些数据，
我要给大家展示这些模拟数据。

78
00:03:29,534 --> 00:03:31,837
只是为了展示如果
一群物种彼此之间毫无联系，

79
00:03:31,837 --> 00:03:35,151
数据看起来应该是什么样子。

80
00:03:35,722 --> 00:03:38,990
你可以看到每个物种

81
00:03:38,990 --> 00:03:43,157
有一系列由A, G, C, T组成的组合，

82
00:03:43,157 --> 00:03:44,886
这些是DNA的四个碱基对，

83
00:03:44,886 --> 00:03:48,805
几乎是随机地乱成一团，
彼此看起来毫无相似之处，

84
00:03:48,805 --> 00:03:51,340
这些物种彼此之间毫无关联。

85
00:03:51,340 --> 00:03:53,369
但这是真正的DNA，

86
00:03:53,369 --> 00:03:55,900
这些物种共享的基因。

87
00:03:56,477 --> 00:03:59,449
所有碱基都完美的排列着。

88
00:03:59,449 --> 00:04:02,909
得到这些竖着的列的概率

89
00:04:02,913 --> 00:04:06,382
比如每个物种在这列都有个c，
或者在这列都有个t的

90
00:04:06,382 --> 00:04:09,221
随机概率是无穷小的。

91
00:04:09,221 --> 00:04:14,052
我们了解到所有的物种
是需要有一个共同的祖先的。

92
00:04:14,052 --> 00:04:16,039
它们彼此都是亲戚。

93
00:04:16,039 --> 00:04:17,861
现在我来告诉大家它们到底是谁。

94
00:04:18,338 --> 00:04:20,982
最上边的两个是人类和大猩猩，

95
00:04:20,982 --> 00:04:24,631
我们都知道了这两个物种
是有关联的，这很明显吧。

96
00:04:24,631 --> 00:04:26,085
(笑声)

97
00:04:26,085 --> 00:04:28,897
但是我们也和很多跟我们
不相像的物种有联系，

98
00:04:28,897 --> 00:04:33,328
比如，松树、贾第虫，
一种肠胃疾病，

99
00:04:33,328 --> 00:04:36,409
如果你徒步时在山上喝了没有经过
过滤的水的话，可能会得这种病。

100
00:04:36,409 --> 00:04:41,337
我们与大肠杆菌和
艰难梭菌也有联系，

101
00:04:41,337 --> 00:04:44,833
艰难梭菌是一种特别不好的
爱钻空子的病原体，杀死了很多的人。

102
00:04:44,833 --> 00:04:49,041
但也有很多对我们有益的微生物，
比如产乙烯脱卤拟球菌，

103
00:04:49,041 --> 00:04:51,939
它们可以帮助我们清洁工业废物。

104
00:04:51,943 --> 00:04:54,762
如果我用这些DNA序列，

105
00:04:54,762 --> 00:04:57,683
用它们的相同和不同之处

106
00:04:57,683 --> 00:04:59,696
做一个家谱的话，

107
00:04:59,696 --> 00:05:01,585
你可以看到谁跟谁联系更紧密，

108
00:05:01,585 --> 00:05:03,524
它们看起来是这样的。

109
00:05:03,524 --> 00:05:05,977
你可以清楚的看出来，

110
00:05:05,977 --> 00:05:11,288
我们人类和贾第虫，兔子，还有松树

111
00:05:11,288 --> 00:05:12,992
都像是亲兄弟姐妹，

112
00:05:12,992 --> 00:05:16,192
细菌则像我们的远古表亲。

113
00:05:16,192 --> 00:05:20,273
但我们跟地球上的
生物都有亲戚关系。

114
00:05:20,273 --> 00:05:22,931
我每天的工作就是，

115
00:05:22,931 --> 00:05:27,196
提供科学证据来
反驳我们是孤独存在着的物种。

116
00:05:27,196 --> 00:05:30,104
所以当我们在第一艘钻探船上拿到

117
00:05:30,104 --> 00:05:34,222
深海底部样品的第一个DNA序列时，

118
00:05:34,222 --> 00:05:36,105
我们想知道它们位于
这个家谱上的什么位置。

119
00:05:36,105 --> 00:05:39,243
我们发现的第一件事是，
它们不是外星人，

120
00:05:39,243 --> 00:05:42,942
它们的DNA可以跟地球上的
其他生物排在一起。

121
00:05:42,942 --> 00:05:46,190
但是看它们在这个家谱上的位置。

122
00:05:47,468 --> 00:05:50,514
你们首先会注意到的是，
它们有很多种类，

123
00:05:50,514 --> 00:05:52,323
不是一个小小的物种

124
00:05:52,323 --> 00:05:54,166
存活在恶劣的环境下。

125
00:05:54,166 --> 00:05:55,763
而是很多东西并存。

126
00:05:55,763 --> 00:05:57,865
你们也许会注意到的第二点就是，

127
00:05:57,865 --> 00:06:02,895
它们与我们之前见过的
东西一点儿都不像。

128
00:06:03,482 --> 00:06:05,590
它们彼此也大不相同，

129
00:06:05,590 --> 00:06:08,409
就像和我们已知的物种很不同一样，

130
00:06:08,409 --> 00:06:10,550
就像我们跟松树的不同。

131
00:06:10,550 --> 00:06:13,695
所以约翰·帕克思是完全正确的。

132
00:06:14,180 --> 00:06:18,927
他，和我们，发现了一个
崭新并高度多样化的

133
00:06:18,927 --> 00:06:20,931
地球微生物圈，

134
00:06:20,931 --> 00:06:24,706
而在80年代以前没人知道它的存在。

135
00:06:25,159 --> 00:06:26,656
现在我们手气正旺，

136
00:06:26,656 --> 00:06:31,518
下一步是在培养基上
培养这些奇异的物种，

137
00:06:31,518 --> 00:06:33,662
这样就可以用它们
做真正的科学实验，

138
00:06:33,662 --> 00:06:35,685
做微生物学家该做的工作。

139
00:06:36,090 --> 00:06:37,671
可是不管我们喂给它们什么，

140
00:06:37,675 --> 00:06:39,238
它们都不成长。

141
00:06:39,825 --> 00:06:43,852
甚至在15年后的现在，
经历了许多科学考察之后。

142
00:06:43,856 --> 00:06:49,244
仍然没有人可以让
那些来自深海的微生物

143
00:06:49,244 --> 00:06:50,997
在培养基上长大。

144
00:06:50,997 --> 00:06:52,657
这不是因为缺乏尝试。

145
00:06:53,185 --> 00:06:55,145
这也许听起来很令人失望，

146
00:06:55,145 --> 00:06:56,968
但我却觉得这令人振奋，

147
00:06:56,968 --> 00:07:00,543
因为这意味着有许许多多
未知有待发掘。

148
00:07:00,543 --> 00:07:04,098
比如，我和同事
想出了一个特别好的点子。

149
00:07:04,098 --> 00:07:07,403
我们打算像读菜谱一样
读取它们的基因，

150
00:07:07,403 --> 00:07:10,724
发现它们想吃什么，
然后放在培养基上，

151
00:07:10,724 --> 00:07:12,809
这样它们就会快乐地长大。

152
00:07:12,809 --> 00:07:14,314
但是当我们检查它们基因的时候，

153
00:07:14,314 --> 00:07:18,026
发现它们想吃的食物
我们已经在喂了。

154
00:07:18,026 --> 00:07:20,230
所以那个点子就废了。

155
00:07:20,230 --> 00:07:23,307
就是说，在培养基上，
它们想要的其他东西

156
00:07:23,307 --> 00:07:25,097
我们并没有提供。

157
00:07:26,248 --> 00:07:29,908
把从世界不同地方的测量数据

158
00:07:29,908 --> 00:07:31,056
结合到一起时，

159
00:07:31,056 --> 00:07:34,913
我在南加州大学的同事们

160
00:07:34,913 --> 00:07:36,613
Doug LaRowe和Jan Amend，

161
00:07:36,613 --> 00:07:41,400
成功计算出了每个深海微生物

162
00:07:41,400 --> 00:07:44,730
只需要一仄普托（zepto）瓦的能量，

163
00:07:44,730 --> 00:07:48,634
别忙着掏手机，
一个仄普托是10的负21次方。

164
00:07:48,638 --> 00:07:50,480
要是我肯定是会查一下的。

165
00:07:50,480 --> 00:07:52,235
另一方面，人类

166
00:07:52,235 --> 00:07:54,924
需要100瓦的能量。

167
00:07:54,924 --> 00:07:58,489
100瓦是你拿一个菠萝，

168
00:07:58,489 --> 00:08:04,617
然后每天从你腰部那么高的地方
丢到地上88万1632次。

169
00:08:04,617 --> 00:08:07,128
如果你连上一个涡轮
这么做了的话，

170
00:08:07,128 --> 00:08:10,310
你就可以创造足够支撑我
一整天的能量。

171
00:08:11,177 --> 00:08:14,020
一仄普托瓦，用一个类似的比较，

172
00:08:14,020 --> 00:08:18,137
如果你拿一粒盐做参照物，

173
00:08:18,137 --> 00:08:21,779
然后你想象一个很小很小很小的球，

174
00:08:21,779 --> 00:08:25,419
大约是一粒盐重量的1/1000，

175
00:08:25,419 --> 00:08:28,262
然后你把它丢下1纳米的高度，

176
00:08:28,262 --> 00:08:32,468
一纳米大约是
可见光波长的1/100的长度，

177
00:08:32,468 --> 00:08:34,057
每天丢一次。

178
00:08:34,773 --> 00:08:37,971
这就是这些微生物存活需要的能量。

179
00:08:38,717 --> 00:08:44,046
比我们之前想的
可以支撑生命的能量要少很多，

180
00:08:44,046 --> 00:08:47,270
但是让人惊讶，却十分美妙的是，

181
00:08:47,270 --> 00:08:48,394
这就够了。

182
00:08:49,370 --> 00:08:51,293
如果这些海洋底部下的微生物

183
00:08:51,293 --> 00:08:54,153
跟能量之间有一个与我们之前
假设的不一样的关系，

184
00:08:54,153 --> 00:08:55,991
那么接下来就是它们需要

185
00:08:55,991 --> 00:08:58,912
与时间之间也有不同的关系，

186
00:08:58,912 --> 00:09:02,157
因为如果你靠着
这么微小的能量生活，

187
00:09:02,157 --> 00:09:03,750
快速成长是不可能的。

188
00:09:03,750 --> 00:09:06,661
如果这些微生物想占领我们的喉咙
然后让我们生病，

189
00:09:06,661 --> 00:09:09,065
它们会在第一次分裂发生前

190
00:09:09,065 --> 00:09:11,736
被快速繁殖的链球菌踢出局。

191
00:09:11,736 --> 00:09:14,442
所以我们不会在喉咙里找到它们。

192
00:09:15,537 --> 00:09:19,772
也许深海的下表层
极度无聊的环境

193
00:09:19,772 --> 00:09:22,246
其实是对这些微生物
来说是一种财富。

194
00:09:22,250 --> 00:09:24,438
它们不会被一场风暴冲刷走。

195
00:09:24,438 --> 00:09:26,527
它们不会被海草覆盖。

196
00:09:27,125 --> 00:09:30,321
它们要做的就是存在着。

197
00:09:30,807 --> 00:09:34,897
也许我们在培养基上缺少的

198
00:09:34,897 --> 00:09:36,506
根本不是食物。

199
00:09:36,506 --> 00:09:38,048
也许都不是任何化学物质。

200
00:09:38,048 --> 00:09:39,984
也许它们真正想要的，

201
00:09:39,984 --> 00:09:42,770
它们想要的营养是，时间。

202
00:09:44,095 --> 00:09:47,645
但是时间是唯一
我没法给它们的东西。

203
00:09:47,645 --> 00:09:50,949
即使我有一个细胞群可以
传给我的博士生，

204
00:09:50,949 --> 00:09:53,408
然后他们会传给他们的
博士生，如此延续，

205
00:09:53,408 --> 00:09:56,096
都需要传上个几千年

206
00:09:56,096 --> 00:09:59,255
才能模仿出深海的环境，

207
00:09:59,255 --> 00:10:01,704
这还是在无任何污染的情况下。

208
00:10:01,704 --> 00:10:02,936
这是完全不可能做到的。

209
00:10:03,637 --> 00:10:06,833
但也许我们已经在我们的
培养基上繁殖它们了。

210
00:10:06,833 --> 00:10:09,381
也许它们看看我们给的食物说，

211
00:10:09,381 --> 00:10:11,197
“谢谢，我决定加速繁殖，

212
00:10:11,197 --> 00:10:13,421
要在下个世纪分裂一个新细胞。”

213
00:10:13,421 --> 00:10:14,866
唉.....

214
00:10:14,866 --> 00:10:15,899
(笑声)

215
00:10:15,899 --> 00:10:21,092
那为什么其他的生物动作那么快？

216
00:10:21,092 --> 00:10:23,158
为什么一个细胞一天就死亡了，

217
00:10:23,158 --> 00:10:25,703
一个人在一百年后就会死亡？

218
00:10:25,703 --> 00:10:28,158
当你想到宇宙中的时间总和，

219
00:10:28,158 --> 00:10:31,171
这些看起来就都是
很短的随机限制了。

220
00:10:31,171 --> 00:10:33,986
但这些并不是毫无规律的限制。

221
00:10:33,986 --> 00:10:36,871
它们被一个东西主宰着，

222
00:10:36,871 --> 00:10:38,914
那就是太阳。

223
00:10:39,785 --> 00:10:42,289
当生命弄清怎么通过光合作用

224
00:10:42,289 --> 00:10:43,555
从太阳获取能量，

225
00:10:43,555 --> 00:10:46,804
我们不得不加速，
然后适应白日黑夜的轮回。

226
00:10:46,804 --> 00:10:50,112
在这个意义上，太阳给了
我们一个加速的理由，

227
00:10:50,112 --> 00:10:51,627
也给了我们加速的原料。

228
00:10:51,627 --> 00:10:54,520
你可以把地球上大多数生命
看成一个循环系统，

229
00:10:54,520 --> 00:10:56,270
太阳就是我们跳动着的心脏。

230
00:10:57,064 --> 00:10:59,987
而深海下表层也像一个
与太阳完全隔离的

231
00:10:59,987 --> 00:11:02,416
循环系统。

232
00:11:02,416 --> 00:11:06,872
它的演变在被漫长的地质韵律驱使。

233
00:11:07,933 --> 00:11:13,321
一个单细胞的生命长度
目前还没有理论上的限制。

234
00:11:14,632 --> 00:11:18,564
只要有一丁点儿的能量可以用，

235
00:11:18,564 --> 00:11:20,848
理论上讲，一个细胞可以存活


236
00:11:20,848 --> 00:11:22,994
几十万年甚至更久，

237
00:11:22,998 --> 00:11:25,442
必要时换掉坏的部件就可以了。

238
00:11:26,047 --> 00:11:30,470
让一个微生物在我们的培养皿中
那样存活，就等于是在

239
00:11:30,470 --> 00:11:35,467
要求它们来适应我们疯狂的
以太阳为中心的快速生活方式，

240
00:11:35,471 --> 00:11:38,074
也许它们有其他
更重要的事情要做呢。

241
00:11:38,074 --> 00:11:39,301
(笑声)

242
00:11:39,301 --> 00:11:43,582
想象一下，如果我们可以
弄清它们怎么做到的。

243
00:11:43,582 --> 00:11:46,912
如果这其中包含着某些
特别酷，特别稳定的化合物

244
00:11:46,912 --> 00:11:49,293
可以被利用来提高生物医药产品和

245
00:11:49,293 --> 00:11:51,818
工业产品的有效期，会怎么样？

246
00:11:51,818 --> 00:11:54,454
或许我们可以研究出它们之所以可以

247
00:11:54,454 --> 00:11:57,576
成长得如此缓慢的机制，

248
00:11:57,576 --> 00:12:00,920
那我们就可以在癌细胞中
模拟这个机制，从而减缓癌细胞的分裂。

249
00:12:01,928 --> 00:12:03,208
我也不知道。

250
00:12:03,208 --> 00:12:06,117
那些都只是我的猜测，

251
00:12:06,117 --> 00:12:08,746
但是我唯一可以确定的是，

252
00:12:08,746 --> 00:12:12,853
有着数目无法估量的

253
00:12:12,853 --> 00:12:14,951
活着的微生物细胞

254
00:12:14,951 --> 00:12:17,173
待在全世界海洋的底部。

255
00:12:17,173 --> 00:12:21,482
相当于地球上全部人类生物质
总和的200多倍。

256
00:12:21,966 --> 00:12:25,722
从本质上说，比起人类，
那些微生物与时间和能量

257
00:12:25,722 --> 00:12:27,561
有着不同的关系。

258
00:12:27,989 --> 00:12:30,291
它们世界中的一天

259
00:12:30,291 --> 00:12:32,572
可能对我们而言像是几千年。

260
00:12:33,072 --> 00:12:35,135
它们才不管太阳呢，

261
00:12:35,135 --> 00:12:37,386
也不屑于快速的繁殖，

262
00:12:37,386 --> 00:12:40,241
它们可能也不在意
呆在我的培养皿里...

263
00:12:40,241 --> 00:12:41,124
（笑声）

264
00:12:41,124 --> 00:12:45,360
但是如果我们继续去
发现新的方法来研究它们，

265
00:12:45,360 --> 00:12:51,619
那么也许我们最终可以
搞清楚地球上全部的生命。

266
00:12:52,031 --> 00:12:53,086
谢谢大家。

267
00:12:53,086 --> 00:12:54,708
（鼓掌）