答案就藏在管虫红色的顶端,倘若用一个词来概括的话,那就是“共生”。
所谓共生,指的是两种动物亲密地共同生活,并且从彼此身上直接获益。例如,鳄鱼和从鳄鱼牙缝儿里啄取食物残渣的燕千鸟:当燕千鸟轻而易举地饱餐一顿时,鳄鱼的牙齿也被清理干净了,可谓互惠互利。
科学家在研究由深海潜水器收集上来的管虫样本时发现,管虫体内生存着大量细菌,正是这些细菌和管虫形成了共生关系。管虫利用其顶端红色的呼吸器官吸收海水中的二氧化碳、氧以及火山释放的硫化物(主要是硫化氢),通过血红蛋白把它们输送给体内的共生细菌,并且保护它们不被喷出的一股股“黑烟”冲走,或被蜗牛掘走。作为回报,这些细菌将硫化氢氧化,将产生的能量储存在碳键里,供给管虫生长。硫键通常十分稳固。因此,打破硫键会释放出大量化学能。
细菌和管虫的这种共生关系来源于两种生物进化中产生的关键性适应。一种是细菌已经渐渐转变得不像大多数动物那样利用碳化物作为能量来源,而是已经学会通过分解硫化物来获得能量。
另一种适应则发生在管虫身上,管虫已经把血红蛋白当成自己身上一种普通的蛋白质了。在大多数情况下,血红蛋白可以看成是运送氧气的“化学卡车(运输工具)”,它从某个地方(比如你的双肺)装载上氧气,然后将这些氧气卸载到你需要的地方(比如你的各种肌肉)。但管虫的“血红蛋白卡车”和其他生物的略有不同,它们的“血红蛋白卡车”在热液喷口装载的是硫化物,然后再将这些硫化物卸载给生长在体内的细菌。血红蛋白的功能被改变的原因是我们接下来要深入研究的课题,因为这将会打开另一扇生物学家看世界的窗口。