2025 年 3 月 7 日，國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Cell以封面專輯的形式，重磅發(fā)布了上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所和華大集團(tuán)等共同主導(dǎo)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、無脊椎動物（鉤蝦）和脊椎動物（魚類）。
這是人類首次系統(tǒng)性地研究深淵生命，該成果揭示了深淵生態(tài)系統(tǒng)的生命適應(yīng)策略與資源潛能，拓展了人類對極端環(huán)境下生命過程的認(rèn)知，推動科學(xué)研究“向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進(jìn)、向極綜合交叉發(fā)力，不斷突破人類認(rèn)知邊界”。
深淵水深超過6000米，是全球海洋最深的區(qū)域，代表著地球上最少被探索的極端環(huán)境。馬里亞納海溝最深處達(dá)10909 米，足以“吞沒”海拔8848米的世界最高峰珠穆朗瑪峰。這里的壓力高達(dá)1100個大氣壓，常年黑暗冰冷，曾一度被視為“生命禁區(qū)”。
深淵作為生命科學(xué)、地球科學(xué)與工程技術(shù)的前沿，蘊含著巨大的科學(xué)價值和應(yīng)用潛力，深淵研究需要工程技術(shù)與科學(xué)的完美結(jié)合。隨著“深海進(jìn)入”的不斷推進(jìn)，深淵生命的神秘面紗逐漸揭開。
繪制首個海洋最深生態(tài)系統(tǒng)圖：揭示深淵繁榮的生態(tài)密碼
在有關(guān)部門的支持下，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(tuán)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(tǒng)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資源寶庫的無限可能。
研究團(tuán)隊多次深入深淵海底探索，發(fā)現(xiàn)深淵微生物在最深海域超高靜水壓（600-1100個大氣壓）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(yīng)機(jī)制，即深淵存在跨越物種邊界的“共適應(yīng)”策略，從而串聯(lián)起了獨特的深淵生態(tài)系統(tǒng)，描繪了首個海洋最深生態(tài)系統(tǒng)的圖景。
通過對采集的1648份深淵沉積物、622 個鉤蝦樣本及 11 種深海魚類的分析，結(jié)合深淵海底現(xiàn)場觀察，研究團(tuán)隊取得了三大突破性發(fā)現(xiàn)：
1、深淵微生物新穎性成因及其適應(yīng)策略：該研究構(gòu)建了迄今最完整的深海原核微生物基因數(shù)據(jù)集，并鑒定出7564個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(dāng)。研究發(fā)現(xiàn)，深淵微生物通過“精簡型”和“多能型”兩種適應(yīng)策略，在深淵高壓、低溫、寡營養(yǎng)環(huán)境中異常繁盛，支撐了深淵生態(tài)系統(tǒng)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(yīng)機(jī)制：端足類鉤蝦是深淵生態(tài)系統(tǒng)中的核心物種，扮演著“能量樞紐”的角色。研究發(fā)現(xiàn)鉤蝦基因組達(dá)13.92 GB，是人類基因組（3.2 GB）的4 倍多，刷新了端足目的基因組紀(jì)錄。首次通過染色體水平基因組和群體遺傳學(xué)分析，并綜合轉(zhuǎn)錄組、宏基因組、代謝組等多組學(xué)數(shù)據(jù)，揭示了鉤蝦這種萬米深淵動物的群體分化、種群動態(tài)歷史以及其適應(yīng)深淵環(huán)境的分子機(jī)制。
中國科學(xué)院深?？茖W(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、深淵魚類突破高壓生存禁區(qū)的適應(yīng)性重塑和演化軌跡：通過11種深海魚類的高質(zhì)量基因組的比較研究發(fā)現(xiàn)，深海魚類的演化奇跡從白堊紀(jì)開始，而深淵魚類的環(huán)境適應(yīng)機(jī)制也挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)理論。發(fā)現(xiàn)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(xì)胞膜流動性，助力魚類對抗高壓。其代謝策略與微生物研究成果形成系統(tǒng)印證。
中國科學(xué)院深?？茖W(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。
總的來說，馬里亞納海溝環(huán)境與生態(tài)研究計劃（MEER計劃）系統(tǒng)研究深淵生態(tài)系統(tǒng)食物鏈，從微生物到無脊椎動物（鉤蝦）再到脊椎動物（魚類），闡明了極端環(huán)境下生命協(xié)同演化的科學(xué)規(guī)律，將人類對海洋生態(tài)的認(rèn)知拓展至萬米深淵。同時，繁榮的深淵生態(tài)系統(tǒng)展示出深淵在新基因、新結(jié)構(gòu)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”，開放共享中國智慧
在這一系列研究中，中國科學(xué)家成功實現(xiàn)對海洋最深生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)性研究，是人類歷史上系統(tǒng)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。MEER計劃的實施過程展現(xiàn)了創(chuàng)新平臺集中力量攻關(guān)重大科學(xué)問題的優(yōu)勢，為探索有組織的科研發(fā)展模式提供了深?？蒲蓄I(lǐng)域的“中國模式”。
研究團(tuán)隊秉承著“寧冒風(fēng)險、不當(dāng)逃兵”、“只有崗位、沒有單位”、“應(yīng)做盡做，精益求精” 三句話的精神。這支平均年齡不足40歲的年輕團(tuán)隊，以“目標(biāo)導(dǎo)向、跨單位協(xié)同”的高效模式打破傳統(tǒng)科研組織邊界，也為人才培養(yǎng)提供了實踐方案。
此外，MEER計劃建立了全球最大的深淵生物數(shù)據(jù)庫，包含微生物、鉤蝦及魚類組學(xué)數(shù)據(jù)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》，將向全球開放共享深淵生命數(shù)據(jù)，呼吁國際科研力量共同攻堅深淵環(huán)境與生命科學(xué)問題，推動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(xiàn)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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