从前，人们常用“冰冷”两字来形容冷，以为冰是最冷的东西。自从人们发明了温度计以后，很快就知道冰雪不足以言冷，它的温度只不过0 ℃，世界上比冰更冷的东西多着呢！

    在地球上，最冷的地方要算是北极和南极。在南极，最低气温达到－90 ℃。这还不算最冷。在月亮背着太阳的一面，最冷要冷到－160 ℃，真是一个名副其实的“广寒宫”。至于远离太阳的海王星，那就更冷了，温度低到－229 ℃。但是，海王星也不算最冷。有人以为，热可以高达几千、几万甚至几千万摄氏度，冷也可以低至零下几千、几万甚至几千万摄氏度。然而，尽管人们在实验室里获得了比海王星上更低的温度，却一直无法获得零下三四百摄氏度的低温。

    后来，人们从理论上进行推算，才知道冷不像热那样可以无限发展。冷有一个极限——最低的温度是－273.16 ℃，叫做“绝对零度”。世界上不可能再有比绝对零度更低的温度。

    如今，人们在实验室里，已获得离绝对零度只差1/500 000 ℃的超低温！然而，人们尽管已经十分逼近绝对零度，却仍无法到达绝对零度。

    药物使用的整个发展过程似乎卷入了一个永无终点的螺旋。自从滴滴涕被允许民用以来，逐步升级的过程便开始了，人们得不断寻找更有毒性的物质。这是因为作为对达尔文适者生存原理的绝好证明，昆虫已演化出对人们使用的某一杀虫药具有抗药性的超级品种，于是人们必须发明一种更毒的药剂，接着又发明一种比这种药剂更毒的药剂……

    “控制大自然”这一短语是在骄傲自大的心态中构思出来的，它源于尼安德特人时期的生物学和哲学，当时人们以为自然界是为人类的便利而存在的。应用昆虫学的概念和实践大都发端于那石器时代的科学。如此原始的科学竟已用最现代、最可怕的武器装备起来，这真是我们的一大灾祸。这门科学在使用这些武器对付害虫的同时也在打击整个地球。

    美国细菌学家卡梅隆·柯里在《科学》杂志发表了研究论文，声称从5000万年前开始，以真菌为生的蚂蚁就有了自己的抗生素。研究者对一种名叫“真菌蚂蚁”的蚂蚁身上的白色斑点进行研究，发现不同“真菌蚂蚁”依靠种植不同的真菌类蘑菇来作为惟一的食物来源。这些蚂蚁的嘴巴和前肢上隐藏着许多细小的腺窝，里面寄生着一种能产生抗生素的细菌。这些腺窝有一些细小的孔通向蚂蚁身体外部，这样它们就可以将抗生素传播给作物。抗生素可以杀死会使作物生病的寄生虫，从而确保它们主人的食物来源不受破坏。

    这种蚂蚁腺窝的特殊结构使得蚂蚁与作物的这种共生关系非常和谐。研究者发现，一些近缘的不种植真菌的蚂蚁身上则没有腺窝，也没有寄生菌。

    科学家们研究了中美洲热带丛林中的切叶蚁的生活习性。切叶蚁只种一种蘑菇，这相当于人类的单一作物制，虽然开始时产量高，但重复种几季以后很容易遭受病虫害侵袭，人类是采用轮作不同作物来解决问题的。生物学家们采用基因分析法，确定了切叶蚁所种的菌种是源于2300万年前的单一菌株，从未换过品种，却能延续至今。

    这个谜由多伦多大学的C·R·居里解开了。居里对包括切叶蚁在内的22种蚂蚁进行了仔细观察。他首先发现蚂蚁的蘑菇农场偶尔也会受到一种名为Es-covopsis的霉菌感染，使蘑菇在几天内全部死光，结果是整穴蚂蚁全部饿死。但尽管如此，切叶蚁还是有办法控制这种灾难。其奥秘在于，雌蚁会排出寄生在身上的活细菌分泌出的链霉素。切叶蚁蘑菇园中那些忠于职守的蚂蚁勤于察看，一发现Escovopsis霉菌就用随身携带的链霉素就地将之消灭，以防止其蔓延。而且这种链霉素还能刺激蘑菇的生长，真是一举两得。切叶蚁分群时，蚁后将蘑菇菌种含在口中，连同随身的会分泌链霉素的细菌带到新穴传种，所以切叶蚁的单一品种的蘑菇农场能延续至今，历经千万年而不衰。人类所用的抗生素多次使用后会使病菌产生抗药性而导致药效减弱，但蚂蚁所用的抗生素却并未使病菌产生抗药性。卡梅隆·柯里研究小组发现，蚂蚁身上的抗生素不但是蚂蚁赖以战胜自然环境的法宝，亦是人体必需的抗生素，今后应可仿此研发新一代的抗生素，更有效地治愈人类的疾病。

    飞鸽传书，老马识途。人类很早就已经意识到，很多动物具有出类拔萃的导向能力，纵使万水千山，无论阴晴雨雪，这些神奇的动物总能知道路在何方。人类当中也不乏这样的认路高手，他们的脑海中似乎嵌入了“GPS”，怎样都不会迷失方向。

    他们是怎样做到不迷路的呢？早在20世纪50年代，科学家们就通过对一些脑外伤患者的研究了解到，建立记忆的过程和大脑中一块被称为“海马”的脑区密切相关。实验也佐证了这样的观点：我们知道，像老鼠之类整天在错综复杂的洞穴中穿行的动物，天生就拥有极为强大的导向能力，然而如果科学家们人为地切除大鼠或小鼠大脑中的海马，它们也会一下子变成“迷途的老鼠”。

    1971年，伦敦大学学院的约翰·奥基夫，在前人工作的基础上，又设计了这样一个实验：他们先在大鼠的海马中植入了一个记录电极，然后将大鼠放置在一个空旷的房间中让其自由活动。

    经过长时间的努力，他们在纷乱错杂的神经信号中分离出了一组独特的信号，而这组独特的信号则来自一类以发放电信号方式实现功能的独特的神经元。奥基夫将这类神经元命名为“位置细胞”。位置细胞的独特之处在于，它们的活跃程度只和大鼠所处的位置有关系：当大鼠待在某个特定区域时，某几个特定的位置细胞就会变得特别活跃；而当大鼠跑到另一个区域时，就会有另外一批位置细胞活跃起来。虽然位置细胞的总数量并不算很多，但是它们通过不同的组合方式可以包含海量的信息。每种特定的位置细胞的组合对应一个特定的区域，当大鼠进入这个区域时，该组合的位置细胞就会活跃。

    在奥基夫对位置细胞超过30年的研究中，他们了解到位置细胞能够和海马中其他的细胞合作，将那些来自大鼠感觉器官的当时所处环境的特征信息，与过往记录到的不同位置的特征信息加以比对，通过这种方法，大脑将特定的特征信息与特定的空间位置联系起来，形成了空间位置记忆。位置细胞在空间位置记忆中发挥着核心作用，如果用某些实验方法杀死大鼠脑中的位置细胞而保留别的细胞，那么这只大鼠的空间位置记忆就会受损，但不会影响到其他的记忆。

    和别的记忆一样，这种空间位置记忆既可以随着时间推移而遗忘，也可以通过反复训练来加强，乃至终生保留。这种记忆的特殊之处在于它拥有一定的可塑性：当环境发生一定程度的变化时，这些记忆也可以根据环境改变做出一定的修正，这解释了我们为什么能在周遭环境不断变化时，依然可以准确地记住那些地点。

    “我们知道自己的位置，但我们想去另一个地方，还需要相对的空间位置关系。”2005年，一对科学家夫妇另辟蹊径，把主要研究对象从海马体转移到与海马体联系最紧密的“内嗅皮层”，发现了“内嗅皮层”中存在着一种“网格细胞”，这些细胞在空间认知的过程中起到了“坐标轴”作用，从而使大脑可以回答“从哪里出发”的问题，并知道“要到哪儿去”。这些发现使他们与奥基夫共享了2014年的诺贝尔生理学或医学奖。

材料一：

    我很高兴发现一群和我一样喜欢自然的孩子，但聊着聊着就发现他们中有一半人最喜欢的是在自然里骑车。有个男孩说：“我和爸爸在沙漠里骑车，基本上都不走大路。我爸爸和越野车们赛车。他说就算走大路去沙漠也很好玩，因为还是可以看到动物，而且和汽车比赛很有趣。”还有个男孩说：“我们每年8月都去犹他州，我妈妈的朋友有3辆全地形车。我们骑着好玩，但最主要是晚上看鹿啊臭鼬啊之类的动物。你要是把鱼的内脏丢在外面，晚上出去就能看到5头黑熊。太好玩了！”第三个男孩说：“我们每周末都去沙漠，他们那儿有比赛。有个小山没人去，因为上面都是石头，所以我们把它改造了一下，上山后可以跳下去，我们在那儿看到蛇洞和蛇了。热的时候我们就出去找蜥蜴。”还有一个女孩天真地补充说：“我爸爸有辆四轮驱动的卡车，我们去沙漠，不去自然之类的地方。”

（摘编自理查德·洛夫著，郝冰等译《林间最后的小孩——拯救自然缺失症儿童》）

材料二：

（材料来源于刘正源等著《中国自然教育行业发展现状》）

【注】其他，指机构一类的特殊群体，如政府机构等。自然教育，指以有吸引力的方式，让人们在自然中体验，学习关于自然的知识，建立与自然的联结，树立生态的世界观。

材料三：

    去爱非人类的生物，其实并不太困难，只要多了解它们就不难办到。这种能力，甚至是这种倾向，可能都是人类的本能之一。这种现象被称为“亲生命性”，是一种与生俱来，特别关注生命以及类似的生命形式的倾向，有时甚至会想与它们进行情感交流。人类能够很敏锐地分辨出生命与无生命。我们认为其他生物是新奇，多样的。未知的生物，不论生活在深海，原始林，还是遥远的深山中，都会令我们觉得兴奋。其他星球上可能有生物的想法，也总是吸引着我们。恐龙更是人们心目中生物多样性消失的象征。在美园，参观动物园的人数要超过职业运动比赛的观众数。而在华盛顿的国家动物园，最受欢迎的是昆虫馆，因为这儿展示的物种最新奇，样式也最多。

（摘编自爱德华·威尔逊著，杨玉龄译《生命的未来》）

材料四：

    与亲生命性相对的是生物恐惧症。和亲生命性一样，这些生物恐惧症也是通过学习而获得的。恐惧的强度会因个人的遗传与经历差异而有所不同。最轻微的症状只是稍微厌恶，或感觉不安。但严重的案例，可能就是标准的临床恐惧症，激发交感神经系统，造成恐慌、恶心以及冒冷汗。这种根植于天性里的生物恐惧感，随时准备为危险源所激发，而危除源就是人类进化过程中，在自然界中所遇到的危险，包括高度、密闭空间、湍急的水流、蛇、鼠、老鼠、蝙蝠、蜘蛛以及鲜血，却不包括刀子、磨损的电线，汽车以及枪支，虽然它们比起古代的危险源，更具杀伤力，但在进化历史上还是太过近代，不足以形成可遗传的天性。

（来源同材料三）

海底下面有生物并不稀奇，陆地底下不也有蚯蚓吗？不错，但是深海里发现的，是在直到海底下面上千米的岩石和地层里进行着另一类新陈代谢的微生物，它们构成了海底下的深部生物圈。

深海底下沉积物里有微生物，这早就知道，也并不意外。上世纪五十年代调查船在太平洋底取沉积物柱状样，结果确实有微生物，只是向下变少，最深的一根样柱8m长，底部已经几乎没有细菌，由此推想大洋底下也就是顶上几米沉积物有细菌。六十年代晚期，美国“阿尔文号”深潜器有一次出事故，下沉1500m，人员都安全逃出，但是带下去的午餐却深沉海底。奇怪的是过了10个月以后返回原地，发现午餐保存得都还不错，足见深海海底细菌并不活跃，因而科学家们猜想微生物在深海底下的分布是很浅的。

挑战这种观点的是大洋钻探。七十年代起，已经根据深海沉积孔隙水中与的含量和同位素，发现井深一二百米处还有细菌在活动，由细菌活动造成的氧化、的生产和氧化作用，在全大洋都普遍存在。然而带来决定性转折的是1986～1992年间太平洋区的5个航次，每次都在大洋深部的沉积岩芯中发现微生物，其中最深的是在日本海，发现在海底以下518m的深处还有细菌，只是各处钻孔中微生物的丰度都从海底向下急剧减少，从近表层每立方厘米的10亿多个，减到500m深处的1000多万个。

大洋钻探在太平洋的发现，唤起了学术界对海底下面微生物群的注意：在海底以下的深处，居然还有巨大数量的微生物生活着，甚至深海玄武岩里还有细菌生活，构成现在我们所说的“深部生物圈”。为此，英国《自然》（Nature）杂志发表点评文章时，还配了幅漫画，把海底孔隙里微生物的“生活”，形象描绘为边打扑克边抽烟的“底层生涯”。确实，深部生物圈住着地球上“最底层的原住民”，但是它们的生活绝没有漫画里画的那样逍遥。无论是海底下面深部生物圈里的微生物，还是热液口的微生物，都属于黑暗食物链，但是热液口的微生物能够通过化学合成作用自己制造有机物，属于“自养”生物；而深部生物圈的微生物被封存在地层孔隙微小的空间里，只能依靠地层里已有的有机物实行“异养”。它们的新陈代谢极其缓慢，但“寿命”极长，要以多少万年来计算。读者也许会羡慕它们的长寿，可是在这种环境下的微生物，基本上处于休眠状态，“生活质量”无从谈起。尽管如此，微生物也总得有最低限度的能量和修补细胞的物质，此外，这些微生物也总得进行繁殖。它们的繁殖速度如何？有人推测细胞分裂的周期起码得上千年，但这也只是猜想，所有这些都是学术上的未解之谜。

深部生物圈的规模多大，至今并不清楚。这里包括两个问题：一个是深度，一个是数量。近十年的大洋钻探，极大地拓展了对深部生物圈的了解。2010年在贫养的南太平洋环流区钻探，发现一亿年来所有深海沉积层里，都可以有微生物生存。2012年，日本制造的全球最大的钻探船“地球号”（ChIkyu）在日本南边水深1200m的深海，发现在洋底以下2500m、2000万年前形成的含煤层里还有大量微生物生存。钻探大洋基底的岩浆岩，在上地壳的玄武岩、下地壳的辉长岩，甚至由地幔岩风化形成的蛇纹岩里，都发现了微生物。看来与其说深度，不如说温度才是限制微生物分布的下界。现在已经知道发现微生物的深海热液口的最高温度是120℃，而海底下面深部生物圈的微生物至少能适应40-60℃的高温，至于更加确切的温度界限，有待进一步的钻探检测。

多年来，对深部生物圈微生物数量的估算，结果悬殊。20年前最初的估算最为惊人；有人推算出全大洋海底下面有个微生物，合计生物量3000亿吨，因此说地球上的微生物有70%生活在海底和陆地的地下，地下的深部生物圈占据地球上活生物量的30%。然而这种估计有点过头，后来的推算认为海底下面深部生物圈的微生物有个，或者可以到个，不过都少了一个数量级。估算结果如此悬殊，原因在于数据来源不一，而根本上讲还是数据太少。尽管结果相差巨大，却显示出一种共同的分布趋势：从海底表层向下，细胞密度的对数值都是随着埋深的对数下降。这说明深部生物圈微生物数量向下减少的总趋势是普遍现象。关于深部生物圈微生物数量规模的争论，一时不可能有结论，因为实测的样本实在太小，并不足以作全球性的定量推论。

深部生物圈发现的意义已经超越了现有生命科学和地球科学的范围。如果说太阳能并不是生命活动的必要条件，如果说有氧环境下的光合作用不是合成有机物的唯一途径，那么，生命活动的范围在时间与空间里的分布就可以大为拓展。

“深部生物圈”这个名词是美国的戈尔德（Thomas Gold）提出的，他在《深而热的生物圈》里指出，地球表面生物圈对阳光和光合作用的环境要求太高，而具备深部生物圈条件的天体则有很多，这为地外生命的寻找方向指点了迷津。另一个启发来自深部生物圈里生命活动的节奏。如果深海底下的微生物生殖周期以千年计，寿命以万年甚至百万年计，那么这种新陈代谢的慢节奏、黑暗世界里的“慢生活”，揭示出生命活动可以采用与我们以往所知的根本不同的方式进行，极其值得寿命有限的人类去做认真的研究。如果还考虑到文献中的报道，在上亿年古老地层中的琥珀或者盐晶里的微生物，也曾经培育成活，那么微生物世界里“生”和“死”的定义就值得重新推敲。深部生物圈提出的涉及自然哲学和科学世界观的深层次理论问题，应当引起学术界的重视。

（摘编自汪品先《深海浅说》）