WEBVTT

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，

00:00:04.597 --> 00:00:07.262
我想告诉大家，有一些微生物

00:00:07.262 --> 00:00:10.394
非常的奇特与美妙，

00:00:10.394 --> 00:00:14.181
它们挑战着
我们对地球上生命的认知。

NOTE Paragraph

00:00:14.181 --> 00:00:15.750
我想问大家一个问题。

00:00:15.750 --> 00:00:18.741
如果你曾经觉得坐潜水艇去海底

00:00:18.741 --> 00:00:21.418
很酷的话，请举起你的手。

00:00:22.372 --> 00:00:23.256
很好。

00:00:23.256 --> 00:00:25.832
大部分人都举了手，
因为海洋真的很酷！

NOTE Paragraph

00:00:25.832 --> 00:00:28.559
好的，那如果

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

00:00:31.723 --> 00:00:34.262
海底令人激动人心的泥，

00:00:34.262 --> 00:00:37.169
请举起你的手。

NOTE Paragraph

00:00:37.169 --> 00:00:38.277
(笑声)

NOTE Paragraph

00:00:38.277 --> 00:00:39.591
没人啊！

00:00:39.591 --> 00:00:41.470
我是这个屋子里的唯一一个。

NOTE Paragraph

00:00:41.470 --> 00:00:43.374
好的，我总是在想，

00:00:43.374 --> 00:00:45.729
我每天醒来后的大部分时间

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，

00:00:49.483 --> 00:00:53.270
并且还会发现有一些活着的生命，

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

00:00:55.726 --> 00:00:57.513
最基本问题的答案。

NOTE Paragraph

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，

00:01:01.227 --> 00:01:03.135
也同样沉迷于这个问题，

00:01:03.135 --> 00:01:05.862
他想出了一个疯狂的点子。

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

00:01:11.448 --> 00:01:13.067
微生物圈，

00:01:13.067 --> 00:01:15.689
深入海床达几百米，

00:01:15.689 --> 00:01:16.854
听起来很酷，

00:01:16.854 --> 00:01:20.076
可是唯一的问题是，没人相信他，

00:01:20.080 --> 00:01:22.923
而其背后的原因是

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。

NOTE Paragraph

00:01:27.107 --> 00:01:28.111
（笑声）

NOTE Paragraph

00:01:28.111 --> 00:01:31.230
那里没有阳光，没有氧气，

00:01:31.230 --> 00:01:32.793
可能最坏的情况是，

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。

00:01:36.932 --> 00:01:38.938
你不需要一个生物学博士学位

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。

NOTE Paragraph

00:01:41.597 --> 00:01:42.548
（笑声）

NOTE Paragraph

00:01:42.548 --> 00:01:45.849
但是在2002年，
约翰说服了足够多的人

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

00:01:49.587 --> 00:01:53.073
乔伊斯决心号的
钻探船上考察的机会。

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。

00:01:56.151 --> 00:01:57.807
他们终于可以拿到

00:01:57.807 --> 00:02:01.286
真正的深海下表层的样本，

00:02:01.286 --> 00:02:04.123
没有接触到任何
表层微生物的污染。

00:02:04.123 --> 00:02:09.496
这艘钻探船可以钻进海底几千米，

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，

00:02:12.920 --> 00:02:15.634
就像这样长长的管子。

00:02:15.634 --> 00:02:19.477
然后由像我这样
在船上的科学家拿着，

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

00:02:22.491 --> 00:02:24.614
实验室，再进行更深入的研究。

NOTE Paragraph

00:02:24.614 --> 00:02:26.211
当约翰和他的同事们

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，

00:02:29.714 --> 00:02:31.589
他们把样本放在了显微镜下，

00:02:31.589 --> 00:02:35.752
并看到了像这样的图片，

00:02:35.752 --> 00:02:37.933
这其实是最近一次考察拿来的样本，

00:02:37.933 --> 00:02:40.443
数据来自我的博士学生，
Joy Buongiorno。

00:02:40.443 --> 00:02:42.821
你们可以看到背景有些雾蒙蒙的东西。

00:02:42.821 --> 00:02:45.574
那是泥，深海泥，

00:02:45.574 --> 00:02:49.585
亮亮的绿点，被绿色荧光染色的

00:02:49.585 --> 00:02:52.363
是真的，活着的微生物。

NOTE Paragraph

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。

00:02:56.127 --> 00:02:58.180
它们在显微镜下看起来都一样。

00:02:58.180 --> 00:02:59.921
我是说，初次预测的时候。

00:02:59.921 --> 00:03:03.517
你可以拿着世界上
最迷人的有机组织，

00:03:03.517 --> 00:03:07.237
比如说一个可以呼吸铀的微生物，

00:03:07.237 --> 00:03:09.633
和一个可以产生火箭燃料的微生物，

00:03:09.633 --> 00:03:11.243
把它们和一些深海泥混在一起，

00:03:11.243 --> 00:03:13.454
然后把它们放在显微镜下观察。

00:03:13.454 --> 00:03:15.405
它们只会是一个个小点点，

00:03:15.405 --> 00:03:16.754
很让人抓狂。

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。

00:03:19.259 --> 00:03:21.569
我们需要用DNA, 像指纹一样

00:03:21.569 --> 00:03:23.274
来分清谁是谁。

NOTE Paragraph

00:03:23.274 --> 00:03:25.464
我现在来教你们怎么做。

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。

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，

00:03:31.837 --> 00:03:35.151
数据看起来应该是什么样子。

00:03:35.722 --> 00:03:38.990
你可以看到每个物种

00:03:38.990 --> 00:03:43.157
有一系列由A, G, C, T组成的组合，

00:03:43.157 --> 00:03:44.886
这些是DNA的四个碱基对，

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，

00:03:48.805 --> 00:03:51.340
这些物种彼此之间毫无关联。

00:03:51.340 --> 00:03:53.369
但这是真正的DNA，

00:03:53.369 --> 00:03:55.900
这些物种共享的基因。

00:03:56.477 --> 00:03:59.449
所有碱基都完美的排列着。

00:03:59.449 --> 00:04:02.909
得到这些竖着的列的概率

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

00:04:06.382 --> 00:04:09.221
随机概率是无穷小的。

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。

00:04:14.052 --> 00:04:16.039
它们彼此都是亲戚。

NOTE Paragraph

00:04:16.039 --> 00:04:17.861
现在我来告诉大家它们到底是谁。

00:04:18.338 --> 00:04:20.982
最上边的两个是人类和大猩猩，

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。

NOTE Paragraph

00:04:24.631 --> 00:04:26.085
(笑声)

NOTE Paragraph

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，

00:04:28.897 --> 00:04:33.328
比如，松树、贾第虫，
一种肠胃疾病，

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。

00:04:36.409 --> 00:04:41.337
我们与大肠杆菌和
艰难梭菌也有联系，

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。

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，

00:04:49.041 --> 00:04:51.939
它们可以帮助我们清洁工业废物。

00:04:51.943 --> 00:04:54.762
如果我用这些DNA序列，

00:04:54.762 --> 00:04:57.683
用它们的相同和不同之处

00:04:57.683 --> 00:04:59.696
做一个家谱的话，

00:04:59.696 --> 00:05:01.585
你可以看到谁跟谁联系更紧密，

00:05:01.585 --> 00:05:03.524
它们看起来是这样的。

00:05:03.524 --> 00:05:05.977
你可以清楚的看出来，

00:05:05.977 --> 00:05:11.288
我们人类和贾第虫，兔子，还有松树

00:05:11.288 --> 00:05:12.992
都像是亲兄弟姐妹，

00:05:12.992 --> 00:05:16.192
细菌则像我们的远古表亲。

00:05:16.192 --> 00:05:20.273
但我们跟地球上的
生物都有亲戚关系。

00:05:20.273 --> 00:05:22.931
我每天的工作就是，

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。

NOTE Paragraph

00:05:27.196 --> 00:05:30.104
所以当我们在第一艘钻探船上拿到

00:05:30.104 --> 00:05:34.222
深海底部样品的第一个DNA序列时，

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。

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，

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。

00:05:42.942 --> 00:05:46.190
但是看它们在这个家谱上的位置。

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，

00:05:50.514 --> 00:05:52.323
不是一个小小的物种

00:05:52.323 --> 00:05:54.166
存活在恶劣的环境下。

00:05:54.166 --> 00:05:55.763
而是很多东西并存。

00:05:55.763 --> 00:05:57.865
你们也许会注意到的第二点就是，

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。

00:06:03.482 --> 00:06:05.590
它们彼此也大不相同，

00:06:05.590 --> 00:06:08.409
就像和我们已知的物种很不同一样，

00:06:08.409 --> 00:06:10.550
就像我们跟松树的不同。

00:06:10.550 --> 00:06:13.695
所以约翰·帕克思是完全正确的。

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

00:06:18.927 --> 00:06:20.931
地球微生物圈，

00:06:20.931 --> 00:06:24.706
而在80年代以前没人知道它的存在。

NOTE Paragraph

00:06:25.159 --> 00:06:26.656
现在我们手气正旺，

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，

00:06:31.518 --> 00:06:33.662
这样就可以用它们
做真正的科学实验，

00:06:33.662 --> 00:06:35.685
做微生物学家该做的工作。

00:06:36.090 --> 00:06:37.671
可是不管我们喂给它们什么，

00:06:37.675 --> 00:06:39.238
它们都不成长。

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。

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

00:06:49.244 --> 00:06:50.997
在培养基上长大。

00:06:50.997 --> 00:06:52.657
这不是因为缺乏尝试。

00:06:53.185 --> 00:06:55.145
这也许听起来很令人失望，

00:06:55.145 --> 00:06:56.968
但我却觉得这令人振奋，

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。

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。

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，

00:07:07.403 --> 00:07:10.724
发现它们想吃什么，
然后放在培养基上，

00:07:10.724 --> 00:07:12.809
这样它们就会快乐地长大。

00:07:12.809 --> 00:07:14.314
但是当我们检查它们基因的时候，

00:07:14.314 --> 00:07:18.026
发现它们想吃的食物
我们已经在喂了。

00:07:18.026 --> 00:07:20.230
所以那个点子就废了。

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

00:07:23.307 --> 00:07:25.097
我们并没有提供。

NOTE Paragraph

00:07:26.248 --> 00:07:29.908
把从世界不同地方的测量数据

00:07:29.908 --> 00:07:31.056
结合到一起时，

00:07:31.056 --> 00:07:34.913
我在南加州大学的同事们

00:07:34.913 --> 00:07:36.613
Doug LaRowe和Jan Amend，

00:07:36.613 --> 00:07:41.400
成功计算出了每个深海微生物

00:07:41.400 --> 00:07:44.730
只需要一仄普托（zepto）瓦的能量，

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。

00:07:48.638 --> 00:07:50.480
要是我肯定是会查一下的。

00:07:50.480 --> 00:07:52.235
另一方面，人类

00:07:52.235 --> 00:07:54.924
需要100瓦的能量。

00:07:54.924 --> 00:07:58.489
100瓦是你拿一个菠萝，

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。

00:08:04.617 --> 00:08:07.128
如果你连上一个涡轮
这么做了的话，

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。

00:08:11.177 --> 00:08:14.020
一仄普托瓦，用一个类似的比较，

00:08:14.020 --> 00:08:18.137
如果你拿一粒盐做参照物，

00:08:18.137 --> 00:08:21.779
然后你想象一个很小很小很小的球，

00:08:21.779 --> 00:08:25.419
大约是一粒盐重量的1/1000，

00:08:25.419 --> 00:08:28.262
然后你把它丢下1纳米的高度，

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，

00:08:32.468 --> 00:08:34.057
每天丢一次。

00:08:34.773 --> 00:08:37.971
这就是这些微生物存活需要的能量。

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，

00:08:44.046 --> 00:08:47.270
但是让人惊讶，却十分美妙的是，

00:08:47.270 --> 00:08:48.394
这就够了。

NOTE Paragraph

00:08:49.370 --> 00:08:51.293
如果这些海洋底部下的微生物

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，

00:08:54.153 --> 00:08:55.991
那么接下来就是它们需要

00:08:55.991 --> 00:08:58.912
与时间之间也有不同的关系，

00:08:58.912 --> 00:09:02.157
因为如果你靠着
这么微小的能量生活，

00:09:02.157 --> 00:09:03.750
快速成长是不可能的。

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，

00:09:06.661 --> 00:09:09.065
它们会在第一次分裂发生前

00:09:09.065 --> 00:09:11.736
被快速繁殖的链球菌踢出局。

00:09:11.736 --> 00:09:14.442
所以我们不会在喉咙里找到它们。

00:09:15.537 --> 00:09:19.772
也许深海的下表层
极度无聊的环境

00:09:19.772 --> 00:09:22.246
其实是对这些微生物
来说是一种财富。

00:09:22.250 --> 00:09:24.438
它们不会被一场风暴冲刷走。

00:09:24.438 --> 00:09:26.527
它们不会被海草覆盖。

00:09:27.125 --> 00:09:30.321
它们要做的就是存在着。

00:09:30.807 --> 00:09:34.897
也许我们在培养基上缺少的

00:09:34.897 --> 00:09:36.506
根本不是食物。

00:09:36.506 --> 00:09:38.048
也许都不是任何化学物质。

00:09:38.048 --> 00:09:39.984
也许它们真正想要的，

00:09:39.984 --> 00:09:42.770
它们想要的营养是，时间。

00:09:44.095 --> 00:09:47.645
但是时间是唯一
我没法给它们的东西。

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，

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，

00:09:53.408 --> 00:09:56.096
都需要传上个几千年

00:09:56.096 --> 00:09:59.255
才能模仿出深海的环境，

00:09:59.255 --> 00:10:01.704
这还是在无任何污染的情况下。

00:10:01.704 --> 00:10:02.936
这是完全不可能做到的。

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。

00:10:06.833 --> 00:10:09.381
也许它们看看我们给的食物说，

00:10:09.381 --> 00:10:11.197
“谢谢，我决定加速繁殖，

00:10:11.197 --> 00:10:13.421
要在下个世纪分裂一个新细胞。”

00:10:13.421 --> 00:10:14.866
唉.....

NOTE Paragraph

00:10:14.866 --> 00:10:15.899
(笑声)

NOTE Paragraph

00:10:15.899 --> 00:10:21.092
那为什么其他的生物动作那么快？

00:10:21.092 --> 00:10:23.158
为什么一个细胞一天就死亡了，

00:10:23.158 --> 00:10:25.703
一个人在一百年后就会死亡？

00:10:25.703 --> 00:10:28.158
当你想到宇宙中的时间总和，

00:10:28.158 --> 00:10:31.171
这些看起来就都是
很短的随机限制了。

00:10:31.171 --> 00:10:33.986
但这些并不是毫无规律的限制。

00:10:33.986 --> 00:10:36.871
它们被一个东西主宰着，

00:10:36.871 --> 00:10:38.914
那就是太阳。

00:10:39.785 --> 00:10:42.289
当生命弄清怎么通过光合作用

00:10:42.289 --> 00:10:43.555
从太阳获取能量，

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。

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，

00:10:50.112 --> 00:10:51.627
也给了我们加速的原料。

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，

00:10:54.520 --> 00:10:56.270
太阳就是我们跳动着的心脏。

NOTE Paragraph

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

00:10:59.987 --> 00:11:02.416
循环系统。

00:11:02.416 --> 00:11:06.872
它的演变在被漫长的地质韵律驱使。

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。

00:11:14.632 --> 00:11:18.564
只要有一丁点儿的能量可以用，

00:11:18.564 --> 00:11:20.848
理论上讲，一个细胞可以存活


00:11:20.848 --> 00:11:22.994
几十万年甚至更久，

00:11:22.998 --> 00:11:25.442
必要时换掉坏的部件就可以了。

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

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，

00:11:35.471 --> 00:11:38.074
也许它们有其他
更重要的事情要做呢。

NOTE Paragraph

00:11:38.074 --> 00:11:39.301
(笑声)

NOTE Paragraph

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。

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

00:11:46.912 --> 00:11:49.293
可以被利用来提高生物医药产品和

00:11:49.293 --> 00:11:51.818
工业产品的有效期，会怎么样？

00:11:51.818 --> 00:11:54.454
或许我们可以研究出它们之所以可以

00:11:54.454 --> 00:11:57.576
成长得如此缓慢的机制，

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。

00:12:01.928 --> 00:12:03.208
我也不知道。

00:12:03.208 --> 00:12:06.117
那些都只是我的猜测，

00:12:06.117 --> 00:12:08.746
但是我唯一可以确定的是，

00:12:08.746 --> 00:12:12.853
有着数目无法估量的

00:12:12.853 --> 00:12:14.951
活着的微生物细胞

00:12:14.951 --> 00:12:17.173
待在全世界海洋的底部。

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。

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

00:12:25.722 --> 00:12:27.561
有着不同的关系。

00:12:27.989 --> 00:12:30.291
它们世界中的一天

00:12:30.291 --> 00:12:32.572
可能对我们而言像是几千年。

00:12:33.072 --> 00:12:35.135
它们才不管太阳呢，

00:12:35.135 --> 00:12:37.386
也不屑于快速的繁殖，

00:12:37.386 --> 00:12:40.241
它们可能也不在意
呆在我的培养皿里...

NOTE Paragraph

00:12:40.241 --> 00:12:41.124
（笑声）

NOTE Paragraph

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，

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。

NOTE Paragraph

00:12:52.031 --> 00:12:53.086
谢谢大家。

NOTE Paragraph

00:12:53.086 --> 00:12:54.708
（鼓掌）