全球首个海洋最深生态系统图！中国科学家“深海挖宝”成果登上《细胞》封面

3月6日，全球顶级学术期刊《细胞》（Cell）以封面专辑的形式，发布了人类首次系统性研究深渊生命的成果。

据悉，这项成果由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所和华大集团等共同主导。专辑包括了1篇旗舰文章勾勒项目全貌，3篇研究论文分别聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物（钩虾）和脊椎动物（鱼类）。这些成果揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能，拓展了人类对极端环境下生命过程的认知，推动科学研究“向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力，不断突破人类认知边界”。

《细胞》封面

据介绍，深渊水深超过6000米，是全球海洋最深的区域，代表着地球上最少被探索的极端环境，因此深渊被作为生命科学、地球科学与工程技术的前沿，蕴含着巨大的科学价值和应用潜力。

为了探寻深渊的“生态密码”，上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等多家单位联合发起了马里亚纳海沟环境与生态研究计划（MEER计划）。这一计划依托“奋斗者”号载人潜水器及深海生命研究领域自主可控的软硬件体系进行。

《细胞》官网截图

在研究中，团队多次深入深渊海底探索，对2000多份深渊沉积物、深海鱼类及深渊钩虾样本进行分析。研究团队取得了三大突破性发现，包括深渊微生物新颖性成因及其适应策略、深渊钩虾的适应机制、深渊鱼类突破高压生存禁区的适应性重塑和演化轨迹。

深渊沉积物取样

首先，这项研究构建了迄今最完整的深海原核微生物基因数据集，在鉴定出的7564个物种水平的代表性基因组中，89.4%为尚未被报道的新物种，其多样性与全球已知海洋微生物总量相当。

深渊钩虾

在对深渊钩虾的研究中，团队发现钩虾基因组达13.92 GB，是人类基因组（3.2 GB）的4倍多，刷新了端足目的基因组纪录。

深海鱼

此外，团队通过11种深海鱼类的高质量基因组的比较研究发现，深海鱼类的演化奇迹从白垩纪开始。深海鱼类为什么能抗压？研究发现，传统理论中所提及的TMAO（氧化三甲胺），并非它们的唯一抗压法宝，多不饱和脂肪酸的积累也能维持细胞膜流动性，助力鱼类对抗高压。

整体研究结果表明，深渊微生物在最深海域超高静水压（600-1100个大气压）下异常繁盛，揭示了深渊两种代表性宏生物与深渊微生物之间存在趋同的适应机制，即深渊存在跨越物种边界的“共适应”策略。

研究团队表示，该成果研究深渊生态系统食物链，从微生物到无脊椎动物（钩虾）再到脊椎动物（鱼类），阐明了极端环境下生命协同演化的科学规律，将人类对海洋生态的认知拓展至万米深渊。同时，繁荣的深渊生态系统展示出深渊在新基因、新结构和新功能方面的巨大资源潜能，为解决全球生物资源枯竭困境提供了新思路。

（图片来自《细胞》官网）

（作者：读特新闻记者 李旖露）