包括马里亚纳海沟在内的深渊科学研究，是当前全球海洋研究最新前沿领域之一。澎湃新闻记者获悉，由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团联合发起的马里亚纳海沟环境与生态研究计划（MEER计划）取得重大科研进展。
北京时间3月7日凌晨，马里亚纳海沟生态环境科研计划（MEER）专题在国际知名学术期刊《细胞》（Cell）上发表，该研究专题集中报道了马里亚纳海沟深渊样本的研究进展。样本分析显示出较高的分类新颖性，呈现出一个海洋深处极度繁荣的生态系统。这是人类首次系统性地研究深渊生命，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。
值得一提的是，该项目依托我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器，及深海生命研究的全国产化软硬件体系，在深海生命科学研究领域取得突破性进展。
所谓的深渊区（The hadal zone）水深超6000米，联合国教科文组织则定义为水深超过6500米，代表着地球上最少被探索的极端环境。深渊区占海洋垂直深度的45%，以极端高压（110兆帕）、低温（接近冰点）、黑暗及有机质稀缺为特征。
尽管环境严酷，深渊区却孕育了独特的生物群落，如凝胶状鱼类、端足类甲壳动物及依赖化能合成的微生物。这些生物通过基因和代谢途径的适应性进化，成为研究生命极限的范本。
然而，人类对深渊区的认识几近空白。“对深渊区的探索从未停止，但一直充满挑战。”研究团队在上述专题中的其中一篇评论文章中写道：在2020年之前，只有9人去过最深的地方——马里亚纳海沟的底部。过去60年的开拓性探险为我们理解深渊区奠定了至关重要的基础，尽管付出了巨大的代价和牺牲。
研究团队提到，在前人宝贵的经验和教训的基础上，最近的技术进步为探索这些深奥而神秘的区域开辟了新的可能性，国际研究界的兴趣也日益增长。
中国科学界同样面临新的机遇。“十三五”以来，科技部会同中国科学院，组织近百家科研院所、高校、企业近千名科研人员，经过艰苦攻关，成功完成“奋斗者”号的研制工作。2020年11月10日8时12分，“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，创造了10909米的中国载人深潜新纪录，标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平，进入深海科考第一梯队。
这一大国重器也使得深渊科考进入新阶段。其220公斤有效载荷、高速水声通信系统及高国产化率，显著提升了采样精度与效率。研究显示，在2021年TS21航次中，“奋斗者号”采集了约1700份分层沉积物和原位海水样本，覆盖6000-10900米深度。
上述评论文章写道，MEER计划的结果提供了令人惊叹的深渊区生态系统的系统图片，特别是在海洋深处极端高压下微生物的异常繁荣。
研究团队具体回答了以下问题：为什么深渊区微生物组具有极高的新颖性和多样性？深渊区微生物如何适应？大型底栖动物又是如何适应极端的深渊环境？
通过高通量测序，研究团队构建了全球首个深渊微生物宏基因组与生态分析流程框架，揭示了微生物群落的高新颖性与多样性及其成因。该项研究还同时开发了高压培养装置与多组学分析技术，发现深渊微生物能够利用多种难降解有机物（如芳香族化合物等），部分通过CO氧化生存，表现出与上层海洋截然不同的代谢偏好。在最新的多组学研究中证实深渊是深海碳循环的“热点”。此外，深渊微生物的环境修复潜力（如污染物降解）及生物医药应用前景（新型酶类）凸显其科学与社会价值。
值得注意的是，研究团队在端足类和狮子鱼等深渊大型底栖动物和微生物之间观察到共同的适应机制，例如增强的抗氧化能力和相容性溶质的细胞积累。研究团队认为，这些发现表明，存在超越物种边界和生物领域的对深渊区环境的趋同适应策略。
科学界对深渊区的深度探索刚刚开始。研究团队强调，未来需突破原位观测技术瓶颈，开发耐压传感器与长期监测系统，并加强跨学科整合，量化深渊对全球碳循环的贡献。深渊探索不仅拓展了生命科学边界，更为应对气候变化与资源可持续利用提供了新视角。
此外值得关注的是，MEER计划还建立了全球最大的深渊生物数据库，包含微生物、钩虾及鱼类组学数据集。中国科学家在TS-21-2航次中联合发起《马里亚纳共识》，将向全球开放共享深渊生命数据，呼吁国际科研力量共同攻坚深渊环境与生命科学问题，推动全球深海生命研究走向协作，并为全球深海科技发展贡献中国方案。
还没有评论，来说两句吧...