新华社：特写：提取“分子化石”探寻南海古环境“蛛丝马迹”

摘要

新华社“决心”号3月7日电（记者张建松）海洋是生命的摇篮。在这个“摇篮”中，曾经生活过的各种生命，或多或少都会在海底沉积物留下自己的印记。有的用肉眼就能看到，有的需要用显微镜观察，还有的需要用化学方法才能提取出来，“分子化石”就属于最后这类“生命的印记”。

“决心”号大洋钻探船目前正在南海北部海域开展钻探，这是由我国科学家主导的第三次南海大洋钻探。在船上，同济大学海洋与地球科学学院李丽教授的研究工作，就与这些“分子化石”密切相关。

在安静的地球化学实验室，经常看到她忙碌穿梭在各类仪器设备和一些瓶瓶罐罐之间，专心致志地进行着岩芯气体分析和孔隙水提取，或利用精密的微量天平仪器、不停冒着气泡的碳酸盐装置，进行碳酸盐含量和有机碳、氮的元素分析。

“如同生物有各自特别的基因一样，每类生物也存在自己独特结构的有机分子，称为‘分子化石’或‘脂类标志物’。随着生物的死亡，基因分子DNA、RNA分子也将很快消逝，但一些难以降解的‘分子化石’却能在沉积物中保存下来，为我们探寻古海洋环境留下了蛛丝马迹。”李丽介绍说。

了解过去，才能更好地预测未来。深入研究海洋古环境变迁，可以更好地了解当今全球气候变化。提取分析海底沉积物中的“分子化石”，追溯重建长时间尺度的古环境、古气候，是国际上方兴未艾的一种古海洋环境研究方法。

自2003年到同济大学工作以来，李丽一直潜心与南海的各类“分子化石”打交道。此次申请上“决心”号，就是想到南海亲历见证一下自己研究多年的“老朋友”，从海底深处采样提取的全过程，期待样品中能提取更多、更古老的“分子化石”。

“虽然‘分子化石’看不见，也摸不着，但通过有机试剂和检测仪器，我能真切地判断它们的存在。这就如同侦探小说中的指纹痕迹一样，检测到‘分子化石’，就可以判断古南海曾经生活过的生物类群，数量的多寡和变化。”李丽说，“通过海陆不同有机分子的相对含量的变化，就可告知我们地质历史时期的海陆变迁。”

正如我们人类会随着天气冷热而增减衣服一样，生物也会感知环境的冷暖变化。李丽举例说，海洋中有一种被称为“神奇分子”的长链烯酮，它的结构中含有2-4个双键结构，随着温度的升高，含有三个双键的烯酮减少，反之则增加。科学家据此建立了“海洋古温度计”，可以追溯过去几百万年以来的海水温度变化。

大洋中无所不在的古菌“分子化石”也非常独特，有别于细菌和真核生物的酯键结合，古菌分子合成特殊的醚键，更加稳定。它们也可以随着温度的升降，改变自己身体结构中的五元环数量的多少。这些对温度变化十分敏感的生物留下的“分子化石”，为科学家研究地球海陆变迁、气候冷暖变化，提供了珍贵的“历史档案”。

不过，用化学方法将沉积物中的“分子化石”提取出来，是一个冗长复杂的过程。下船后，李丽还将继续进行各种复杂的试验和分析研究，通过气相色谱仪、液相色谱仪、质谱仪等众多仪器，鉴定出“分子化石”并分析其含量，以追寻南海古海洋环境变迁的“蛛丝马迹”。