中國探索馬里亞納海溝新發現　首揭超深淵6762種新物種基因

▲大陸科學家在馬裡亞納海溝進行超深淵生物多樣性研究。（圖／翻攝澎湃新聞，下同）

記者魏有德／綜合報導

大陸科學家發起的「馬裡亞納海溝環境與生態研究計劃（MEER）」今（7）日發表一期研究成果。四篇相關論文發表於國際頂級期刊《細胞》（Cell）上，包括1篇旗艦文章勾勒項目全貌，3篇研究論文聚焦深淵中的原核微生物、無脊椎動物（鉤蝦）和脊椎動物（魚類），首次系統性揭示深淵生態系統的生命適應策略和資源潛能，拓展人類對極端環境下生命過程的認知。

《澎湃新聞》報導，研究人員構建了迄今最完整的深海原核微生物基因數據集，並鑑定出7564個物種水平的代表性基因組，其中，89.4%、約6762種是尚未被報導過的新物種，其多樣性與全球已知海洋微生物總量相當。

據瞭解，超深淵帶（水深大於6000公尺）的深海具有高靜水壓、低溫和近乎完全黑暗的特點，而馬裡亞納海溝是地球上已知最深的海溝，最大深度爲海平面下1萬公尺。根據科學家的推測，這條海溝是太平洋板塊俯衝到亞歐板塊之下形成的，已經存在六千萬年。

科學家在海洋最深處發現一個異常繁茂的生態系統。研究發現，深淵微生物藉由「精簡型」和「多能型」兩種適應策略，在深淵高壓、低溫、寡營養環境中生存，比如，微生物能以芳香族化合物爲營養源，應對寡營養的生存環境，支撐深淵生態系統的繁榮。

至於超深淵海溝中最爲成功的定居者「深海鉤蝦」，在所有采樣的海溝中廣泛分佈，但人們對其遺傳適應性和種羣動態知之甚少。研究發現，鉤蝦基因組達13.92GB，是人類基因組（3.2GB）的4倍多，刷新了端足目的基因組紀錄，而西菲律賓海盆的深海鉤蝦在基因上與馬裡亞納海溝和雅浦海溝有所不同，表明超深淵地貌的地理分隔導致遺傳隔離。

研究人員還研究人員對包括11種深海魚類在內的12個物種進行基因組組裝，重建出硬骨魚類在深海的定居史，並揭示深海環境對魚類的總體影響。研究結果對此前認爲的氧化三甲胺（TMAO）含量與深度之間的線性相關性提出質疑，發現TMAO（氧化三甲胺）並非唯一抗壓「法寶」，多不飽和脂肪酸的積累也能維持細胞膜流動性，助力魚類對抗高壓環境條件。

大陸科學家在2021年使用中國自主研發的「奮鬥者」號載人潛水器，進行「馬裡亞納海溝環境與生態研究計劃」，研究期間，「奮鬥者」號載人深海潛水器每五天在10000、9000和8000公尺的深度進行三次下潛，每次水下作業時間超過6小時，這種高密度水下觀測和採樣計劃爲深海海溝的現場科學研究提了前所未有的機會。

截至目前，該研究已在馬裡亞納海溝及其鄰近的雅浦海溝和菲律賓海盆完成33次下潛，作業深度在5926至10909公尺之間，累計海底作業時間超2000小時，成功從227個活塞巖芯（約1700份分層沉積物樣本）中採集到了海鬥深淵微生物樣本、12份原位過濾海水樣本，以及涵蓋6000至10900公尺水深的典型海鬥深淵大型生物樣本（端足類動物和魚類）。

基於MEER計劃和相關研究成果，大陸科學家建立目前全球最大的深淵生物數據庫，並於近日上線，其中，包含微生物基因組、鉤蝦及魚類基因組數據集。