科技日?qǐng)?bào)記者 王祝華

我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)歷時(shí)數(shù)年，多次“潛入”海底深淵探索，通過(guò)馬里亞納海溝采樣，發(fā)現(xiàn)深淵微生物在最深海域超高靜水壓（600—1100個(gè)大氣壓）下異常繁盛，揭示了深淵存在跨越物種邊界的“共適應(yīng)”策略，從而串聯(lián)起了獨(dú)特的深淵生態(tài)系統(tǒng)，描繪了首個(gè)海洋最深生態(tài)系統(tǒng)的圖景。

“極境探底·極微解碼”深海生命科研成果新聞發(fā)布會(huì)3月7日在海南省三亞市舉行，上海同步進(jìn)行分會(huì)場(chǎng)發(fā)布。記者從會(huì)上獲悉，北京時(shí)間3月7日凌晨，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》以封面專(zhuān)輯的形式，發(fā)布了上海交通大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所和華大集團(tuán)等共同主導(dǎo)的深淵生命科研成果。這個(gè)專(zhuān)輯系列成果包括1篇旗艦文章，勾勒項(xiàng)目全貌；3篇研究論文，分別聚焦深淵中的原核微生物、無(wú)脊椎動(dòng)物（鉤蝦）和脊椎動(dòng)物（魚(yú)類(lèi)）。

據(jù)了解，2021年，相關(guān)研究單位聯(lián)合發(fā)起了馬里亞納海溝環(huán)境與生態(tài)研究計(jì)劃（MEER計(jì)劃）。該計(jì)劃依托“奮斗者”號(hào)載人潛水器及深海生命研究領(lǐng)域自主可控的軟硬件體系，在國(guó)際深淵科學(xué)研究領(lǐng)域不斷深入。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)2000多份的深淵沉積物、深海魚(yú)類(lèi)及深淵鉤蝦樣本的分析，結(jié)合深淵海底現(xiàn)場(chǎng)觀察，取得三大突破性發(fā)現(xiàn)。

一是深淵微生物新穎性成因及其適應(yīng)策略。該研究構(gòu)建了迄今最完整的深海原核微生物基因數(shù)據(jù)集，并鑒定出7564個(gè)物種水平的代表性基因組，其中89.4%為尚未被報(bào)道的新物種，其多樣性與全球已知海洋微生物總量相當(dāng)。研究發(fā)現(xiàn)，深淵微生物通過(guò)“精簡(jiǎn)型”和“多能型”兩種適應(yīng)策略，在深淵高壓、低溫、寡營(yíng)養(yǎng)環(huán)境中異常繁盛，支撐了深淵生態(tài)系統(tǒng)的繁榮。

二是深淵鉤蝦的適應(yīng)機(jī)制。端足類(lèi)鉤蝦是深淵生態(tài)系統(tǒng)中的核心物種，扮演著“能量樞紐”的角色。研究發(fā)現(xiàn)鉤蝦基因組達(dá)13.92GB，是人類(lèi)基因組3.2GB的4倍多，刷新了端足目的基因組紀(jì)錄。研究團(tuán)隊(duì)首次通過(guò)染色體水平基因組和群體遺傳學(xué)分析，并綜合轉(zhuǎn)錄組、宏基因組、代謝組等多組學(xué)數(shù)據(jù)，揭示了鉤蝦這種萬(wàn)米深淵動(dòng)物的群體分化、種群動(dòng)態(tài)歷史以及其適應(yīng)深淵環(huán)境的分子機(jī)制。

三是深淵魚(yú)類(lèi)突破高壓生存禁區(qū)的適應(yīng)性重塑和演化軌跡。通過(guò)11種深海魚(yú)類(lèi)的高質(zhì)量基因組的比較研究發(fā)現(xiàn)，深海魚(yú)類(lèi)的演化奇跡從白堊紀(jì)開(kāi)始，而深淵魚(yú)類(lèi)的環(huán)境適應(yīng)機(jī)制也挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)理論。研究發(fā)現(xiàn)，氧化三甲胺（TMAO）并非唯一抗壓法寶，多不飽和脂肪酸的積累也能維持細(xì)胞膜流動(dòng)性，助力魚(yú)類(lèi)對(duì)抗高壓。其代謝策略與微生物研究成果形成系統(tǒng)印證。

該成果系統(tǒng)研究深淵生態(tài)系統(tǒng)食物鏈，從微生物到無(wú)脊椎動(dòng)物（鉤蝦）再到脊椎動(dòng)物（魚(yú)類(lèi)），闡明了極端環(huán)境下生命協(xié)同演化的科學(xué)規(guī)律，將人類(lèi)對(duì)海洋生態(tài)的認(rèn)知拓展至萬(wàn)米深淵。同時(shí)，繁榮的深淵生態(tài)系統(tǒng)展示出深淵在新基因、新結(jié)構(gòu)和新功能方面的巨大資源潛能，為解決全球生物資源枯竭困境提供了新思路。

（受訪(fǎng)對(duì)象供圖）