我國學者在深淵生態系統研究方面取得新進展

圖 MEER計劃下潛和樣本信息及其主要科學發現

　　在國家自然科學基金“水圈微生物驅動地球元素循環的機制”重大研究計劃項目等資助下，上海交通大學肖湘教授團隊聯合中國科學院深海科學與工程研究所和華大集團，發起了馬里亞納海溝環境與生態研究計劃（MEER計劃），在深淵生態系統研究方面取得突出進展，相關成果以“MEER:海洋最深處異常繁榮的生態系統（MEER：Extraordinary flourishing ecosystem in the deepest ocean）”為題，作為專輯旗艦文章于北京時間2025年3月7日在線發表于《細胞》（Cell）雜志，論文鏈接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01480-6。

　　深淵是指海平面以下超過6000米水深的海洋區域，深淵海溝是地球板塊俯沖的終點，是連接海洋與地球深部的通道，其獨特的生態系統和極端生命過程在全球變化中發揮著不可替代的作用。由于難以企及，深淵是地球上最少被探索的極端環境，自1960年以來，多個國際深淵大科學計劃均以失敗告終。MEER計劃基于我國自主研發的“奮斗者”號載人潛水器，攻克了深淵極端高壓環境下的采樣與實驗技術難題，建立了“深海采樣-基因測序-數據分析-實驗室驗證”全鏈條科研模式，完成了全球首次對深淵生態系統的系統性研究。

　　2021年8月至12月，研究團隊在馬里亞納海溝、雅浦海溝和菲律賓海盆6000-10900米水深區域，采集水體、沉積物、宏生物等樣本2000余份。研究成果首次描繪了深淵生態系統的全景圖，發現了深淵微生物在最深海域超高靜水壓（600-1090個大氣壓）下的異常繁盛，回答了深淵微生物組極高的新穎性和多樣性成因，以及深淵微生物、深淵宏生物中的無脊椎動物與脊椎動物如何適應深淵環境等重要科學問題。此外，研究團隊還發現深淵兩種代表性宏生物與深淵微生物之間存在趨同適應機制，如抗氧化能力增強和細胞內相容性溶質的積累。這些發現表明，深淵存在跨越物種邊界和生物域的深淵環境“共適應”策略。

　　MEER計劃的研究成果拓展人類對生命的認知邊界至萬米深淵，填補了全球海洋生態圖景中的深部空白。深淵微生物的超高新穎性和多樣性也向我們展示出深淵在新基因、新結構和新功能的資源潛能，為解決過去幾十年來面臨的常規環境生物資源枯竭困境提出了新的可能。