2010 年，来自综合海洋钻探计划 (IODP) 的科学家们航行到南太平洋环流，这是一个比地球上最干旱的地方还要荒凉的海洋沙漠。环流的中心附近是海洋难抵极——H. P. 洛夫克拉夫特的粉丝们最熟悉的地方，这里是长着触手的克苏鲁的家——以及南太平洋垃圾带，微塑料颗粒在这里积聚。有时，最近的人是在国际空间站上方经过的宇航员。
虽然洋流在其周围旋转，但在环流内部，水流静止。很少有营养物质进入，生命艰难。在这里，至少需要一百万年的时间，海洋“雪”（尸体、粪便和灰尘，将能量从富含光线的上层转移到深处）才能堆积在海底一米厚。这是地球上生产力最低的水域。
通过这片海水，IODP 团队从 60 多米高的钻井架上放下了数公里的管道。十二个推进器将整个钻井设备固定在波涛汹涌的海面上。一旦管道触底，钻头就会在多个不同的地点向下钻入 75 米深的远洋粘土和钙质超微化石软泥中。
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当沉积物岩心被提升到地表时，管子中包含了长达 1 亿年的地球历史。该团队想知道的是，被困在这种环境中的微生物在这种几乎完全空旷的海洋冰箱中能够存活多久以及处于何种状态。正如预期的那样，沉积物样本最初并没有包含很多细菌细胞：每立方厘米只有 100 到 3,000 个，这比生产力更高的水域同等深度处的细菌细胞少 10 到 1000 万倍。
海底钻探船JOIDES Resolution号，从南太平洋环流深处采集了沉积物。图片来源：Arito Sakaguch, IODP 和 TAMU Wikimedia
但是，当科学家在实验室中喂养这些细胞时，发生了一些意想不到的事情。一亿年的饥饿可能使这些细胞变成了微生物“僵尸”——活着但无法生长，或者能够生长但生长速度人类无法测量。在 2000 年代初期，从最长可达 3500 万年的海洋沉积物中分离出的一些细菌被诱导在培养基中生长，但该实验并非旨在衡量它们的生长速度。2017 年对无氧煤层微生物（它们在 1200 万至 1600 万年前沉积在陆地上，但后来被海洋淹没）的一项研究发现，复苏的受试者确实生长了，只是非常缓慢。它们的倍增时间约为数月至一个世纪，是一些有史以来直接测量的最慢的速度。
但在 2020 年 7 月发表在《自然通讯》杂志上的这项研究中，高达 99% 的被喂食的微生物迅速“醒来”，进食并开始做细菌所做的事情。在孵化 68 天内，它们的数量增加了多达 10,000 倍，大约每五天翻一番。它们的后代含有特殊标记的碳和氮同位素，这些同位素只能通过食用科学家提供的食物获得。
值得停下来思考这些结果的意义。地球表面 70% 被海洋沉积物覆盖，其微生物居民占地球上所有微生物生物量的一半。在这项实验中，当蛇颈龙在头顶游过时可能沉降到海底的细胞醒来并繁殖。四个地质时期已经过去，但这些微生物在厚厚的海洋和沉积物外套的保护下免受宇宙射线的照射，得以存活下来。当被捞上来并提供一口食物时，它们继续像什么异常都没有发生一样生活。
从某种意义上说，确实没有发生什么异常。如果感觉疫情开始以来已经过去了很久，想象一下在黑暗中饥饿了 1 亿年。致密的沉积物，接近于无面粉巧克力蛋糕，估计孔径为 0.02 微米。鉴于典型的细菌有几微米宽，你可以看到在寻找食物或甚至希望有些食物偶然闯入你体内时固有的挑战。
一些细菌，其中许多是厌氧菌，制造称为内生孢子的结构，这些结构经过强化且代谢不活跃，似乎是为了使细菌能够忍受恶劣的条件。孢子经常被认为是超龄细菌的载体。然而，当科学家通过探测它们的 DNA 来识别环流沉积物细胞时，他们发现形成孢子的类型相对较少。事实证明，大多数复苏的细菌呼吸氧气。
一个更令人惊讶的发现是在一个样本孵化 557 天后发现了一个蓬勃发展的光合细菌种群。这种被称为Chroococcidiopsis的蓝细菌以其强大的生存能力而闻名，它正在被考虑用于改造火星。除了能够在干燥、寒冷、咸和充满辐射的地方的半透明岩石下生存外，它还具有利用红光的非凡能力。这种光合微生物如何在黑暗的实验室房间中繁殖仍然是一个谜。
可以肯定的是，虽然捕获细胞的沉积物历史长达 1 亿年，但单个细胞的年龄仍然不确定。有些可能是原始群落的后代，因此年龄要小得多。但繁殖成本很高，而且鉴于这些条件，它似乎很少见。将所有因素放在一起——狭小的空间、缺乏孢子和快速的复苏——《自然通讯》论文的作者认为，这种贫瘠沉积物中的微生物一直活着但处于休眠状态。
科学家们一直抱着这样的想法，即单个细菌可能在不繁殖的情况下存活数百万年。（在我们开发出可以对微生物而非仅对沉积物进行年代测定的技术之前，这将仍然是未知的。）几年前，当我写关于从古生代煤中复活的细菌的文章时，为了我的《大众科学》博客，我推测在某些高度受限但可能很丰富的条件下，细菌可能是实际上是不朽的。时间似乎确实会造成损失：来自白垩纪海底沉积物的最古老的细胞的繁殖速度约为“仅”在那里存在数百万年的更活跃的同类细胞的一半。尽管如此，越来越多的证据表明，我们可能坐在一个充满活化石的星球之上，这些化石实际上是——既是化石又是活着的生物。
喜欢恐龙的人（公平地说，我们当中谁不是恐龙爱好者呢？）他们的博物馆里堆满了骨骼、牙齿和足迹。植物爱好者有他们的石化森林和化石蕨类植物。但微生物爱好者拥有更美好的东西：我们的恐龙没有死。