提取“分子化石”　探尋南海古環境“蛛絲馬跡”

新華社“決心”號3月7日電 海洋是生命的搖籃。在這個“搖籃”中，曾經生活過的各種生命，或多或少都會在海底沉積物留下自己的印記。有的用肉眼就能看到，有的需要用顯微鏡觀察，還有的需要用化學方法才能提取出來，“分子化石”就屬於最后這類“生命的印記”。

“決心”號大洋鑽探船目前正在南海北部海域開展鑽探，這是由我國科學家主導的第三次南海大洋鑽探。在船上，同濟大學海洋與地球科學學院李麗教授的研究工作，就與這些“分子化石”密切相關。

在安靜的地球化學實驗室，經常看到她忙碌穿梭在各類儀器設備和一些瓶瓶罐罐之間，專心致志地進行著岩芯氣體分析和孔隙水提取，或利用精密的微量天平儀器、不停冒著氣泡的碳酸鹽裝置，進行碳酸鹽含量和有機碳、氮的元素分析。

“如同生物有各自特別的基因一樣，每類生物也存在自己獨特結構的有機分子，稱為‘分子化石’或‘脂類標志物’。隨著生物的死亡，基因分子DNA、RNA分子也將很快消逝，但一些難以降解的‘分子化石’卻能在沉積物中保存下來，為我們探尋古海洋環境留下了蛛絲馬跡。”李麗介紹說。

了解過去，才能更好地預測未來。深入研究海洋古環境變遷，可以更好地了解當今全球氣候變化。提取分析海底沉積物中的“分子化石”，追溯重建長時間尺度的古環境、古氣候，是國際上方興未艾的一種古海洋環境研究方法。

自2003年到同濟大學工作以來，李麗一直潛心與南海的各類“分子化石”打交道。此次申請上“決心”號，就是想到南海親歷見証一下自己研究多年的“老朋友”，從海底深處採樣提取的全過程，期待樣品中能提取更多、更古老的“分子化石”。

“雖然‘分子化石’看不見，也摸不著，但通過有機試劑和檢測儀器，我能真切地判斷它們的存在。這就如同偵探小說中的指紋痕跡一樣，檢測到‘分子化石’，就可以判斷古南海曾經生活過的生物類群，數量的多寡和變化。”李麗說，“通過海陸不同有機分子的相對含量的變化，就可告知我們地質歷史時期的海陸變遷。”

正如我們人類會隨著天氣冷熱而增減衣服一樣，生物也會感知環境的冷暖變化。李麗舉例說，海洋中有一種被稱為“神奇分子”的長鏈烯酮，它的結構中含有2-4個雙鍵結構，隨著溫度的升高，含有三個雙鍵的烯酮減少，反之則增加。科學家據此建立了“海洋古溫度計”，可以追溯過去幾百萬年以來的海水溫度變化。

大洋中無所不在的古菌“分子化石”也非常獨特，有別於細菌和真核生物的酯鍵結合，古菌分子合成特殊的醚鍵，更加穩定。它們也可以隨著溫度的升降，改變自己身體結構中的五元環數量的多少。這些對溫度變化十分敏感的生物留下的“分子化石”，為科學家研究地球海陸變遷、氣候冷暖變化，提供了珍貴的“歷史檔案”。

不過，用化學方法將沉積物中的“分子化石”提取出來，是一個冗長復雜的過程。下船后，李麗還將繼續進行各種復雜的試驗和分析研究，通過氣相色譜儀、液相色譜儀、質譜儀等眾多儀器，鑒定出“分子化石”並分析其含量，以追尋南海古海洋環境變遷的“蛛絲馬跡”。 （記者 張建鬆）