遇見科學

1831年，才剛從劍橋大學畢業的達爾文與一群生物學者坐上「小獵犬號」從英國出發展開一場影響後世深遠的探索之旅，藉由四處觀察物種變化，不但引發達爾文對物種起源的興趣與好奇，更因此讓他寫下了重要的《物種原始論》，不只成為現代生物學的基礎學說，也讓「適者生存」、「物競天擇」成為你我都耳熟能詳的專有名詞。

不過，隨著科學發展的日新月異，也讓科學家對生物演化探究日益多元，甚至還因此出現與達爾文不一樣的創新看法。像是台灣大學地質科學系副教授沈川洲與美國西雅圖華盛頓大學研究團隊就透過跨國研究合力找出位於北大西洋800公尺深海底「失落城市」（Lost City）的稀有生物圈演化過程，提出了「不適者也生存」的演化新觀點。研究成果並刊登在國際知名的「美國國家科學院院刊」《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》官方網站及期刊上。

　　深海底下也存在著宛如電影場景般的「失落城市」嗎？沈川洲表示，西元2000年，美國研究船亞特蘭提斯號利用深海潛艇進行例行性海底探勘時，意外在位於北緯30度附近的北大西洋中心，中洋脊以西15公里處海底的「亞特蘭提斯高地」南緣發現一根根狀似煙囪的白色柱體，遠遠看過去就如同工業城市的煙囪景象，加上過去從未被人類所發覺，因而後來就取名為「失落城市」。

　　他表示，「失落城市」上頭布滿大大小小不一的巨型碳酸鹽柱狀白煙囪，煙囪口還會湧出源源不絕的海底熱泉。而白煙囪形成的原因則是因為海洋地殼中的礦物「橄欖岩」與水進行化學反應後生成「蛇紋岩」。過程中，藉由化學反應所釋放的能量產生出鹼性高溫的熱泉，當熱泉與冰冷海水碰在一塊時就會產生化學反應，先形成白色碳酸鹽沉積，再慢慢堆積成「失落城市」中所看到柱狀巨型煙囪外觀，變化過程中也會釋放出氫氣與甲烷。

有趣的是，研究團隊觀察到在這些剛形成的白煙囪碳酸鹽表面上，常伴隨著一層甲烷疊球菌及嗜甲烷菌的生物薄膜，這些存在於「失落城市」裡的微生物就是靠著熱泉所產生的能量及氫氣、甲烷賴以生存。研究團隊認為，這些菌種所生長的環境恰好也符合了地球約三十五億至十五億年前，物種剛孕育而生時的初始環境，有助於了解地球生命起源的來龍去脈。

　　沈川洲表示，位於「失落城市」中的白煙囪，會因形成年齡的大小而導致其紋理與結構密度各不相同，也因此讓碳酸鹽表面的化學特性有所差異。研究團隊發現，這些「差異性」也衍生出微生物菌種的豐富多樣性。

　　研究團隊指出，從達爾文的演化論述來看，生物種類是由單一而逐漸變得多元，當舊物種滅絕時，新物種就跟著崛起。但若以「失落城市」的菌種演化來看卻不是如此。沈川洲說，達爾文認為「適者生存」，但團隊研究卻發現相互競爭的相近物種是可以同時存在的，就如同「風水輪流轉」的道理般，隨著外在環境的變化，原本的「弱勢物種」可能突然崛起成為優勢物種；而原本的優勢族群則可能因為環境改變而成為弱勢物種，但各物種的總數並不會因此而有改變，而且繼續維持原有的物種多樣性。換句話說，在「失落城市」中，各物種不只是「適者生存」，就連「不適者也生存」。不同於達爾文的研究發現，也讓生物演化論出現了有別以往的新論點。