2025 年 3 月 7 日，國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Cell以封面專(zhuān)輯的形式，重磅發(fā)布了上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所和華大集團等共同主導的深淵生命科研成果：1 篇旗艦論文勾勒項目全貌，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)）。
這是人類(lèi)首次系統性地研究深淵生命，該成果揭示了深淵生態(tài)系統的生命適應策略與資源潛能，拓展了人類(lèi)對極端環(huán)境下生命過(guò)程的認知，推動(dòng)科學(xué)研究“向極宏觀(guān)拓展、向極微觀(guān)深入、向極端條件邁進(jìn)、向極綜合交叉發(fā)力，不斷突破人類(lèi)認知邊界”。
深淵水深超過(guò)6000米，是全球海洋最深的區域，代表著(zhù)地球上最少被探索的極端環(huán)境。馬里亞納海溝最深處達10909 米，足以“吞沒(méi)”海拔8848米的世界最高峰珠穆朗瑪峰。這里的壓力高達1100個(gè)大氣壓，常年黑暗冰冷，曾一度被視為“生命禁區”。
深淵作為生命科學(xué)、地球科學(xué)與工程技術(shù)的前沿，蘊含著(zhù)巨大的科學(xué)價(jià)值和應用潛力，深淵研究需要工程技術(shù)與科學(xué)的完美結合。隨著(zhù)“深海進(jìn)入”的不斷推進(jìn)，深淵生命的神秘面紗逐漸揭開(kāi)。
繪制首個(gè)海洋最深生態(tài)系統圖：揭示深淵繁榮的生態(tài)密碼
在有關(guān)部門(mén)的支持下，上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所、華大集團等多家單位聯(lián)合發(fā)起了馬里亞納海溝環(huán)境與生態(tài)研究計劃（MEER計劃），由上海交通大學(xué)肖湘教授作為召集科學(xué)家。該計劃依托“奮斗者”號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，在國際深淵科學(xué)研究領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。這是中國人對海洋最深處的第一次系統性生命科學(xué)研究，相關(guān)成果闡述了深淵生命獨特的生存策略，并揭示了深淵生命成為人類(lèi)資源寶庫的無(wú)限可能。
研究團隊多次深入深淵海底探索，發(fā)現深淵微生物在最深海域超高靜水壓（600-1100個(gè)大氣壓）下的異常繁盛，揭示了深淵兩種代表性宏生物與深淵微生物之間存在趨同的適應機制，即深淵存在跨越物種邊界的“共適應”策略，從而串聯(lián)起了獨特的深淵生態(tài)系統，描繪了首個(gè)海洋最深生態(tài)系統的圖景。
通過(guò)對采集的1648份深淵沉積物、622 個(gè)鉤蝦樣本及 11 種深海魚(yú)類(lèi)的分析，結合深淵海底現場(chǎng)觀(guān)察，研究團隊取得了三大突破性發(fā)現：
1、深淵微生物新穎性成因及其適應策略：該研究構建了迄今最完整的深海原核微生物基因數據集，并鑒定出7564個(gè)物種水平的代表性基因組，其中89.4%為尚未被報道的新物種，其多樣性與全球已知海洋微生物總量相當。研究發(fā)現，深淵微生物通過(guò)“精簡(jiǎn)型”和“多能型”兩種適應策略，在深淵高壓、低溫、寡營(yíng)養環(huán)境中異常繁盛，支撐了深淵生態(tài)系統的繁榮。
上海交通大學(xué)肖湘、趙維殳，華大張維佳、徐訊、韓默、劉姍姍為該論文共同通訊作者。
2、深淵鉤蝦的適應機制：端足類(lèi)鉤蝦是深淵生態(tài)系統中的核心物種，扮演著(zhù)“能量樞紐”的角色。研究發(fā)現鉤蝦基因組達13.92 GB，是人類(lèi)基因組（3.2 GB）的4 倍多，刷新了端足目的基因組紀錄。首次通過(guò)染色體水平基因組和群體遺傳學(xué)分析，并綜合轉錄組、宏基因組、代謝組等多組學(xué)數據，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)歷史以及其適應深淵環(huán)境的分子機制。
中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所張海濱、華大徐訊、劉姍姍、范廣益為論文共同通訊作者。
3、深淵魚(yú)類(lèi)突破高壓生存禁區的適應性重塑和演化軌跡：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，深海魚(yú)類(lèi)的演化奇跡從白堊紀開(kāi)始，而深淵魚(yú)類(lèi)的環(huán)境適應機制也挑戰了傳統理論。發(fā)現TMAO（氧化三甲胺）并非唯一抗壓法寶，多不飽和脂肪酸的積累也能維持細胞膜流動(dòng)性，助力魚(yú)類(lèi)對抗高壓。其代謝策略與微生物研究成果形成系統印證。
中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所何舜平、張海濱、西北工業(yè)大學(xué)王堃為論文共同通訊作者。
總的來(lái)說(shuō)，馬里亞納海溝環(huán)境與生態(tài)研究計劃（MEER計劃）系統研究深淵生態(tài)系統食物鏈，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)規律，將人類(lèi)對海洋生態(tài)的認知拓展至萬(wàn)米深淵。同時(shí)，繁榮的深淵生態(tài)系統展示出深淵在新基因、新結構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。
打造深海科研“中國模式”，開(kāi)放共享中國智慧
在這一系列研究中，中國科學(xué)家成功實(shí)現對海洋最深生態(tài)系統的系統性研究，是人類(lèi)歷史上系統探索深淵生命的里程碑式突破，其中自主可控的軟硬件體系功不可沒(méi)。MEER計劃的實(shí)施過(guò)程展現了創(chuàng )新平臺集中力量攻關(guān)重大科學(xué)問(wèn)題的優(yōu)勢，為探索有組織的科研發(fā)展模式提供了深海科研領(lǐng)域的“中國模式”。
研究團隊秉承著(zhù)“寧冒風(fēng)險、不當逃兵”、“只有崗位、沒(méi)有單位”、“應做盡做，精益求精” 三句話(huà)的精神。這支平均年齡不足40歲的年輕團隊，以“目標導向、跨單位協(xié)同”的高效模式打破傳統科研組織邊界，也為人才培養提供了實(shí)踐方案。
此外，MEER計劃建立了全球最大的深淵生物數據庫，包含微生物、鉤蝦及魚(yú)類(lèi)組學(xué)數據集。中國科學(xué)家在 TS-21-2 航次中聯(lián)合發(fā)起《馬里亞納共識》，將向全球開(kāi)放共享深淵生命數據，呼吁國際科研力量共同攻堅深淵環(huán)境與生命科學(xué)問(wèn)題，推動(dòng)全球深海生命研究走向協(xié)作，并為全球深海科技發(fā)展貢獻中國方案。
論文鏈接：
1. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01480-6
2. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01479-X
3. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00099-6
4. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00031-5
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