海下万米深渊到底是不是生命禁区？为什么马里亚纳海沟看似一片荒凉？载人深潜200小时仅几分钟“可见”生命迹象？
近日，“溟渊计划（MEER）”，即马里亚纳海沟环境与生态研究计划，二期研究成果以专辑形式，正式发表于国际权威期刊《细胞·宿主与微生物》（Cell Host & Microbe），包括1篇观点文章和3篇研究论文。
这项由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等共同发起，上海交大肖湘教授作为召集科学家的MEER计划，继首期成果去年以封面专辑发表于《细胞（Cell）》之后，又在短短一年内交出续篇。相关成果获编辑特别推荐，称“揭示了海洋最深处此前被低估的遗传多样性和微生物过程。”
肖湘教授（中）等组成上海交大深渊科学团队
研究团队首次从“高压激发”假说、蛋白质水平活跃网络、全球深海基因资源图谱与蛋白结构、地形调控深渊碳循环格局等维度，系统揭示了万米深渊中隐藏的看不见的微生物“绿洲”，将深渊研究从“生态图景描绘”全面推向“原理解析”与“资源挖掘”的新阶段，标志着我国深渊生命科学研究持续领跑国际。
水深超过6000米的深渊是地球最深处最极端的环境，一度被视为“生命禁区”。依托我国“奋斗者”号全海深载人潜水器，“溟渊计划”一期阐明了深渊生态系统的生命适应策略与物种组成，描绘了首个海洋最深生态系统图。
在此基础上，二期研究乘势而上，通过团队原创的核酸-蛋白共提取与共分析技术，突破了极端环境微生物研究方面生物量低、提取成功率低、活性鉴定难的关键难题，并通过大规模全球数据整合、深渊原位大体积水体过滤、深渊高精度地形采集、地化与微生物联合建模等一系列跨学科、跨领域的技术手段，形成了一套“理论创新-技术创新-科学发现-资源挖掘”的完整链条。
“奋斗者”号深载潜水器探底马沟
首篇观点文章系统提出“深渊高压激发”和“极端环境共适应”假说，为解释深渊中远超预期的微生物生物量、多样性和代谢活性提供了全新理论框架。研究指出，超过60 兆帕（MPa）的深渊超高压并非单纯抑制生命，而是通过诱导活性氧产生，推动惰性有机物的氧化分解，并加速微生物的适应性进化，从而在万米海底形成看不见的微生物“绿洲”。
这一观点还揭示，以维持活性氧稳态为核心的抗氧化策略是深渊、珠峰、抗辐射微生物乃至耐旱植物共同选择的“共适应”机制，突破了极端环境研究中“环境抑制—生存抗性”的经典对抗视角，转而开始形成“极端环境可能也是激发要素”的新视角，为重新认识地球极端生命格局和探寻地外生命奠定了新的理论坐标。
万米深渊并不沉寂，生命比想象繁荣。第一篇研究论文首次通过深渊微生物与病毒的宏蛋白质组，解码了海洋最深水体中的活跃生命网络。研究表明，深渊高压激发了微生物大量利用难降解有机质、硫代硫酸盐氧化、重金属利用的能力，从而拓展了碳源和能源，维持高度活跃的代谢；温和与烈性病毒则以双重生态策略共同调控微生物群落，进而带来了与上层海洋截然不同的元素循环效应。这项工作将深渊微生物研究从“功能预测”推进到“原位活性综合验证”，彻底更新了深渊是一片“沉寂”之地的传统认知。
海底地形重塑深渊微生物生态与碳循环格局。第二篇研究论文进一步揭示出深渊活跃生态系统受地形影响，形成了一直被忽视的微生物热点。团队在马里亚纳海沟对挑战者深渊的精细地形与沉积物分析中发现，地形指数对地球化学和微生物群落的解释力已超越水深。凹陷地形在万米深处创造了此前未被识别的微生物“隐秘热点”，维持着高生物量、高多样性与高活性，并可能成为微生物从深渊向浅层海域双向扩散的中转站，改变了深渊作为“只进不出”沉积终点的传统观点。
绘制全球最大深海基因资源图谱，解锁深海“进化引擎”。第三篇研究论文从科学认知拓展至资源挖掘与应用转化——团队整合了包括深渊在内的全球2138份深海宏基因组样本，构建了包含5.02亿条非冗余基因的深海基因目录（DSGC），并预测了240余万个代表性蛋白结构，构建了迄今为止全球最大的深海基因资源图谱和蛋白结构资源库。研究发现，深海是独特的“进化引擎”，拥有更强的快速进化信号，这为探索深海基因“暗物质”和推动生物技术创新提供了可复用的方法框架。
解放日报·上观新闻记者了解到，项目以“奋斗者”号深载潜水器这一大国重器为起点，逐步组建起跨学科、跨领域、跨单位的自由探索与有组织科研相结合的大平台，也让深海基因资源这一新质生产力，为生物技术、医药健康等产业领域开辟新的可能。
目前，研究产生的深渊活性蛋白数据集、深海基因与蛋白结构图谱等，均纳入“溟渊计划”持续构建的全球最大深渊生物数据库股票怎么加杠杆操作，并通过联合国“海洋十年”、“科学十年”等大科学计划对国际科学界开放共享，为人类认识海洋最深处、开发深海资源宝库贡献中国智慧。
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