近十幾年“全球變化”和“大洋鉆探”研究中的最大進展之一,在于對地圈與生物圈相互關(guān)系的認識的突破,結(jié)果使地學(xué)與生命科學(xué)的交叉提高到一個空前的新高度。
地學(xué)與生命科學(xué)的結(jié)合,并不是新命題。地質(zhì)學(xué)創(chuàng)立伊始,就與生物學(xué)結(jié)下了不解之緣:地質(zhì)年代便是以生命演化為序的。但傳統(tǒng)的生物地層學(xué)是建立在化石形態(tài)的肉眼鑒定基礎(chǔ)之上的,難免有片斷性和表面性。世紀之交,地球科學(xué)向地球深處和地球以外發(fā)展,生命科學(xué)向愈益深入的微觀世界進軍,正是在這里產(chǎn)生了兩者交叉的新層次:地下深處微生物的發(fā)現(xiàn),在分子生物學(xué)與生物地球化學(xué)的層面上,開拓了全新的研究領(lǐng)域。
70年代末“Alvin”號深潛器在東太平洋發(fā)現(xiàn)深海熱液活動和熱液生物群,說明地球上不僅有我們所習(xí)慣的“有光食物鏈”,還存在著“黑暗食物鏈”。前者依靠外源能量即太陽能,在常溫和有光的環(huán)境下,通過光合作用產(chǎn)生有機質(zhì),后者依靠地球內(nèi)源能源即地?zé)嶂С郑谏詈:诎岛透邷氐沫h(huán)境下,通過化合作用(chemosynthesis)產(chǎn)生有機質(zhì)。甚至數(shù)千米深海海底下面數(shù)百米的深處,還有微生物在地層的極端條件下生存,這種“深部生物圈”雖然都由微小的原核生物組成,卻有極大的數(shù)量。
“深部生物圈”的發(fā)現(xiàn),大大拓寬了生物圈的分布范圍,直到極地冰蓋、火山熱泉和洋底地層,幾乎無所不在。生物的分類,也擴展到古菌、細菌與真核生物三大類。地球歷史的85%只有前兩類組成的原核生物,它們從還原到氧化環(huán)境都有分布,在地球系統(tǒng)的時空坐標中占據(jù)一大片,而我們熟悉的動植物只是真核生物中的一部分。
從金屬礦到水合物,從火山口到巖溶洞,無處不有微生物的活動,許多原來以為“無機”的地質(zhì)過程,其實都是生命活動的結(jié)果。傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)里生物的“主角”是大化石,其實改造地球的首先是原核生物,它們的生態(tài)過程影響著化學(xué)元素周期表里幾乎所有的元素,默默無聲地“耕耘”了40億年,直到今天才有可能得到重新評價。生命深化史的研究很像社會歷史,引人注目的恐龍、鱗木固然重要,但真的要揭示機理,還非要深入到原核生物不可。全面看來,地球生態(tài)系統(tǒng)的根本基礎(chǔ)在于原核生物,它們才是“真的英雄”;而我們熟悉的大型生物其實是生態(tài)系統(tǒng)的頂層,相當(dāng)于社會史里的“帝王將相”。尋找地球和生命系統(tǒng)演變的規(guī)律,必須深入“基層”,深入到分子生物和生物地球化學(xué)的水平,才能理解地球系統(tǒng)的運作。
1.下列對“地學(xué)與生命科學(xué)的交叉”及其相關(guān)內(nèi)容的理解,不正確的一項是
A.建立在用肉眼鑒定的化石形態(tài)基礎(chǔ)上的生物地層學(xué),已經(jīng)顯示出地學(xué)與生命科學(xué)的交叉。
B.地學(xué)向地球深處和地球以外發(fā)展,生命科學(xué)向愈益深入的微觀世界進軍,于是產(chǎn)生了地學(xué)與生命科學(xué)的交叉。
C.對極端條件下生存的原核生物進行研究,標志著地學(xué)與生命科學(xué)交叉的研究領(lǐng)域提高到了一個新高度。
D.要理解地球系統(tǒng)的運作,就要由對大化石的研究轉(zhuǎn)為對地下深處微生物的研究,深入到分子生物和生物地球化學(xué)的水平。
2.根據(jù)原文提供的信息,下列表述符合原文意思的一項是
A.原核生物的生態(tài)過程影響著化學(xué)元素周期表里幾乎所有的元素,直到今天人們才有可能重新評價它們在改造地球過程中的巨大作用。
B.將地學(xué)與生命科學(xué)交叉提高到前所未有的高度,這是近十幾年“全球變化”和“大洋鉆探”研究中的最大進展。
C.“深部生物圈”的發(fā)現(xiàn)使人們認識到,以前以為不可能有生命存在的處于極端條件下的地層,如極地冰蓋、火山熱泉和海洋地層,分布的生物主要是真核生物。
D.地球生態(tài)系統(tǒng)的根本基礎(chǔ)在于原核生物,所以人們的研究只要深入到原核生物,就可以探尋出地球地質(zhì)過程的機理。
3.根據(jù)原文提供的信息,下列推斷正確的一項是
A.十幾年前,人們由于還沒有在“全球變化”和“大洋鉆探”中獲得進展,因此對地學(xué)和生命科學(xué)的研究是相互獨立的,人們關(guān)于地質(zhì)年代的判斷,難免有片面性和表面性。
B.海洋深部存在著“黑暗食物鏈”,依靠地?zé)嶂С郑ㄟ^化合作用產(chǎn)生有機質(zhì),可見原核生物的存活并不需要太陽。
C.極地冰蓋、火山熱泉和海洋地層這些處于極端條件下的地方,可能有真核生物存在。
D.許多原來認為“無機”的過程,其實都是生命活動的結(jié)果,原核生物影響著化學(xué)元素周期表里幾乎所有的元素,可見沒有原核生物這些生命體,也就沒有銅、鐵、鈣等元素。
參考答案:
1.B(“于是產(chǎn)生了地學(xué)與生命科學(xué)的交叉”錯,文中“地學(xué)與生命科學(xué)的結(jié)合,并不是新命題。地質(zhì)學(xué)創(chuàng)立伊始,就與生物學(xué)界下了不解之緣”說明早已產(chǎn)生了交叉;原文中說“產(chǎn)生了兩者交叉的新層次”,說明進入了新的交叉階段。)
2.A(B.“最大進展”應(yīng)為“最大進展之一”;C.“分布的生物主要是真核生物”錯,原文第三段說的是“這種‘深部生物圈’雖然都由微小的原核生物組成”;D.“只要…就…”是充分條件,不合原意,應(yīng)該是必要條件“只有…才…”)
3.C(A.前后無因果關(guān)系;B.深海原核生物只是原核生物的一部分,因此只能說有些原核生物的存活不需要太陽;D.“可見沒有原核生物這些生命體,也就沒有銅、鐵、鈣等元素”錯,依據(jù)原文意思,原核生物影響化學(xué)元素,但不決定化學(xué)元素的有無。)