恶魔蠕虫(Halicephalobus mephisto)的学名来源于《浮士德》里面恶魔的名字
在生物薄膜上的一条线虫新浪科技讯 北京时间2月2日消息，在地球表面以下两三公里的地方，你会发现一个充满着坚固岩石，温度很高，而且氧气极其稀薄的环境。然而，就在这样的环境中，也有动物在坚强地生活着。
在南非的几个金矿，科学家在黑暗、酷热的地下深处发现了一些微小的蠕虫。这是目前发现的生活环境最深的动物。没有人知道它们是如何到达那里，而它们可能已经在那里生活了数千年时间。它们的存在表明，复杂生命能够存活的环境深度，已经远远超出了科学家以往的估计。
20世纪80年代，科学家发现，有些生命能在地球表面以下数百米的地方生存。不过，大多数科学家认为，只有细菌等单细胞的生命体才能在地球深处存活，因为那里酷热、黑暗，而且氧气稀少。地球深处也无法提供多少食物，任何动物要想存活下来，需要非常艰难才能获得足够的能量。
有一位科学家却不这么认为。加埃唐?博尔格尼(Gaetan Borgonie)此前在比利时根特大学任职，目前在比利时根特布吕赫极端生命研究所工作。他认为，有一类动物可以在地壳深处存活，那就是线虫。线虫极其顽强，能够应对极端的高温、低温和干燥环境。它们具有一种聪明的生存策略。
一只鉴定存疑的线虫(Poikilolaimus sp。)，发现于Kopanang金矿1.4公里的地下深处。
发现于1.3公里地下深处的恶魔蠕虫线虫能进入一种特殊的状态，称为“多尔阶段”(dauer stage)。在这种状态下，它们能度过长期的恶劣环境条件，当情况好转时再苏醒过来。这一点与水熊很像。水熊堪称是地球上生命力最顽强的动物，它们在休眠时能经受住沸水、冰冻、极端干燥等考验，甚至在外太空也能存活。
在多尔阶段，线虫的生命活动陷入停滞，新陈代谢极其缓慢。引发线虫进入这一阶段的是一种外激素，只有当食物缺乏、高温或个体数量过多的时候才会发挥作用。多尔阶段时的线虫极为顽强。2003年，当哥伦比亚号航天飞机进入地球大气层发生爆炸，最终坠毁，而机上携带的线虫竟然存活了下来。
在地球的几乎每一个地方，都可以发现线虫的踪迹。它们出现于温泉、沙漠、高山，以及海洋最深处。它们生活在南极洲，生活在其他动物(包括人类)的肚子里，甚至是抹香鲸的胎盘内部。
如果地球深处有动物存在，那会不会就是线虫呢？博尔格尼决定自己寻找答案。由于缺乏研究经费，他最后与普林斯顿大学的图里斯·沃斯托特(Tullis Onstott)进行合作，后者也认为线虫能在地下深处存活。两个人利用自己的积蓄，前往南非展开研究。
之所以选择南非的金矿，是因为那里是陆地上人类可以进入的最深的地方。矿工们钻探的深度达到了3.2公里以上，研究者得以有机会进入神秘的地下世界。博尔格尼在酷热、潮湿的矿井中寻找生命的迹象。他采集钻孔里的水样，进行过滤，然后寻找是否有生命存在。这些钻孔是采矿地质学家留下的，用于在采矿之前检查气体和水分的情况。
从Kopanang金矿采集的生物薄膜。图中箭头显示的是细菌个体。
恶魔蠕虫在显微镜观察时，博尔格尼发现了大量微小的线虫，这是首次在如此深的地方发现有生命存在。在此之前，人们最深只在地下几十米的地方发现过线虫。
接下来，他们要确定这些线虫是来源于矿井内部，而不是伴随矿工的鞋子，或者其他方式进入矿井。为了验证这一点，博尔格尼在一年时间里检测了31582升采矿作业中所用的水。他还对钻孔附近的土壤进行了分析。
他没有在采矿用水中发现线虫，表明这些线虫不是从矿井之外被带进来的。土壤中的线虫属于不同的物种。他还发现，这些线虫喜欢摄食矿井中的细菌，而不是矿井之外的细菌，表明它们已经很好地适应了地下深处的生活。研究团队在2011年发表了他们的发现。
“当你进入地下的时候，压力会逐渐增加，温度上升，氧气减少，食物也变得稀少，”博尔格尼说，“因此要想在地下深处找到多细胞生命，简直太疯狂了。”然而，他不仅找到了，而且还不止一种。在3个金矿中，博尔格尼发现了4种不同的线虫。
其中两个物种——Plectus aquatilis和另一种未知的线虫——发现于德里方丹金矿，深度为0.9公里，温度为24摄氏度。它们的风头被恶魔蠕虫(Halicephalobus mephisto)盖过。这种线虫生活在地下1.3公里的深处，这里的温度达到37摄氏度，比大部分线虫能生存的区域都要热。
在研究结果发表时，许多媒体都将恶魔蠕虫描述为已知分布最深的现生动物，或者至少令人产生了这样的印象。但是，情况并非如此。
科学家在TauTona金矿发现了另一个物种的DNA，存在于3.6公里深的地方，那里的温度达到了48摄氏度。这个神秘的物种才是目前已知分布最深的动物。“因为恶魔蠕虫获得了所有的关注，它出现在1.3公里深处，被认为是分布最深的动物，但实际上并不是，”博尔格尼说道。
而且，根据博尔格尼的研究，这些线虫并非在生存线上挣扎求生，而是在地下世界里过得十分自在。它们以黏糊糊的生物薄膜为食，这是由数百万细菌聚集而成的群落，每个细菌比线虫小大约100亿倍。这些生物薄膜站在人工的钻孔表面，这表明人类在采矿活动中，不经意间为线虫提供了绝佳的生存环境。
生物薄膜上的线虫，发现于南非德里方丹
恶魔蠕虫低浓度的氧气条件也难不倒线虫。人类在呼吸时需要氧气含量为21%的空气，而线虫在氧含量仅为0.5%的时候也可以活得很好。高温也不是问题，即使是在48摄氏度的TauTona金矿。科学家已经发现，一些线虫物种能在61摄氏度的热泉中生存。
在进入地下深处之前，这些线虫似乎已经演化出忍耐高温和高压的能力。遗传学检测结果表明，恶魔蠕虫与Halicephalobus gingivalis的关系最为密切。这是一种以细菌为食的线虫，有时会寄生在马、驴、斑马甚至人类身上。
类似的，Plectus aquatilis是一种常见的淡水线虫。这两种线虫都演化出了忍耐低氧和高温的能力，因而不需要额外的适应过程。博尔格尼说：“尽管地下深处的条件非常极端，但对于线虫来说却不那么极端。”他指出，生活在土壤中的线虫可能在24小时内就会经历“从灼热的阳光到极度的干燥，再到水淹或冰冻的变化”。
“它们在一整年里，每天都会经历这样的压力，”博尔格尼说，“线虫在寻找早餐、午餐和晚餐时会经历极端的环境条件。考虑到这些，你就不会对它们能在地下的极端环境中生存感到惊奇。”
令人感到不解的是，这些线虫一开始是怎么到达地下深处的，以及它们在那里存活了多长时间？碳元素测定显示，发现这些线虫的水体年龄在3000到12000年之间，这意味着，这些线虫至少在3000年前就来到了这一深度，不过这还不是定论。它们也有可能是被地面的古老雨水顺着岩石缝隙冲刷到地下深处。
无论是以什么样的方式来到地下，这些线虫似乎也没有回到地面的理由。“与地面上的线虫相比，这些线虫的生活就像是在夏令营，”博尔格尼说，“地下深处提供了更加稳定的环境，而地表环境每一小时都会发生变化。”
一只学名为Monhystrella parvella的线虫
Monhystrella parvella是现生地下生活环境最深的物种只要有持续的氧气和食物流入，温度也不突然变高，那这些线虫就会过得很好。如果环境变糟，它们也会进入多尔阶段，等待恶劣条件的过去。这也意味着，我们或许能在更深的地方发现线虫的存在。
影响线虫生存深度的最重要因素可能是温度。尽管单细胞生命体能在极高的温度下存活，但像线虫这样的复杂生命如果能应对60摄氏度以上的高温，也会令人感到不可思议。无论深度记录如何，我们现在已经知道，生命确实能在非常深的地下生存，类似的例子也越来越多。
2008年的一项研究发现，一些微生物能在海床以下1.6公里的地方存活，那里的温度在60到100摄氏度之间。2013年，科学家在克罗地亚一个地面以下1公里的洞穴中发现了一种小型的蜗牛。这种蜗牛具有透明的外壳，表明它已经高度适应了洞穴里的生活。
2014年10月，耶鲁大学的研究者报告称在地下19公里的深处发现了细菌存在的证据。他们对美国华盛顿州洛佩兹岛的岩石进行了分析，发现其中含有异常高的轻质碳，这是产甲烷微生物存在的标志。该研究指出，生活在地壳深处的微生物改变了岩石的化学组成。
与此同时，博尔格尼也在其他较深的地方寻找线虫的踪迹。
2015年8月，他在矿井巷道顶部悬挂的钟乳石上发现了20种线虫。这是第一次在如此独特的环境中发现线虫的存在。其中一种线虫，Monhystrella parvella，通常出现在海洋里，而此时却出现在Beatrix金矿中的一个钟乳石内部，距离地面1.4公里。钟乳石上并没有明显的裂缝，因此线虫是在钟乳石刚形成时就被包裹在里面，表明它们具有稳定的食物来源。
Monhystrella parvella还出现在TauTona金矿3.6公里的深处，正是在同一个钻孔中，研究者采集到了一个未知线虫物种的DNA。目前，这两种线虫分享着地下最深处居民的称号。那么问题又来了，这些线虫来自哪里呢？
一只鉴定存疑的甲壳类动物(可能是Amphiascoides sp。)，采集自德里方丹金矿
Mylonchulus brachyurus是一种肉食性线虫作为一个海洋物种，Monhystrella parvella需要盐水才能生存。钟乳石内的水足以为它们提供较高的盐度，但这个金矿位于南非中部，距离最近的海洋也有数百公里。一种可能是，这些线虫在2.5亿至3.5亿年前被带入金矿中，当时这个区域淹没在一个内陆海之下。盐水可能经过岩石缝隙进入到了地下深处，也将线虫带到那里。
另一种可能是，南非拥有许多高盐的盆地，大群的鸟类定期造访这些盆地，它们有可能将海岸的线虫带到了金矿的地面。不过，博尔格尼认为这种可能性很小，因为在没有持续盐水供应的环境中，这些线虫会很快死去。
从目前的发现来看，地下深处的生物多样性远比之前预想的高得多。在近日发表于《自然-通讯》(Nature Communications)的一篇文章中，博尔格尼及其同事报道了在德里方丹金矿和Kopanang金矿的一些新发现。在他们采集水样的钻孔中，不仅存在细菌和线虫，也生活着真菌和其他一些小型动物，包括扁虫、环节动物、轮形动物，甚至有一个可能是甲壳动物的物种。
这些生物的生活方式也多种多样。有些真菌似乎会感染线虫，表明它们营寄生生活。此外，其中一种线虫Mylonchulus brachyurus是肉食性的。它比其他种类更大，以较小的动物为食。
尽管所采集的样品在深度和年龄上有很大差别，但所有金矿中的生态系统具有很高的相似性。显然，一些动物类群更擅长在地下深处生存。几乎所有的物种都来自地面。与最初研究中发现的线虫一样，其他生物似乎也没有因为“搬到”如此深的地方而改变太多。无论在那里生存，这些生物都演化出了相当灵活的适应特征。
在如此深的地方发现生命，改写了有关动物生存准则的传统观点。如果线虫能在地球上这些极端的环境中生存，那它们也可能在其他极端的环境中存在。或许我们还能在地下发现其他简单的动物物种，而不是只寻找细菌。几乎可以肯定的是，未来几年内，将会有更多生活在地下深处的生物体被科学家发现。
这些发现也意味着，科学家在其他星球上寻找生命时需要保持开放的心态。微生物依然是最可能发现的生命，但在地面以下，或许能发现一些意想不到的简单动物。(任天)
