新突破！中国科学家绘制首个海洋最深生态系统图

由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团联合发起并执行的“溟渊计划”（马里亚纳海沟环境与生态研究计划，英文简称“MEER计划”）第一阶段成果四篇文章，以封面专辑的形式发表在当地时间3月6日出版的国际顶级期刊《细胞》上。“溟渊计划”实现了人类首次到达雅浦海沟最深点、首次对深渊生态系统进行系统研究、首次建立全球深渊生物大数据库并开放共享等多项“全球突破”，绘制的首个海洋最深生态系统图揭示了深渊繁荣的生态密码，拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。该研究成果标志着我国深海生命科学研究迈入国际前沿。

国际顶级期刊《细胞》封面。科研团队供图

海南日报全媒体记者从3月7日在三亚召开的新闻发布会上获悉，研究团队多次深入深渊海底探索，发现深渊微生物在最深海域超高静水压（600-1100个大气压）下的异常繁盛，揭示了深渊两种代表性宏生物与深渊微生物之间存在趋同的适应机制，即深渊存在跨越物种边界的“共适应”策略，从而串联起了独特的深渊生态系统。

此次发布的成果包含1篇勾勒项目全貌的旗舰文章和3篇分别聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物（钩虾）和脊椎动物（鱼类）的研究论文。

马里亚纳海沟海底的海星。科研团队供图

深渊作为生命科学、地球科学与工程技术的前沿，蕴含着巨大的科学价值和应用潜力，随着“深海进入”的不断推进，深渊生命的神秘面纱逐渐揭开。在中央有关部委、地方政府、海南省深海技术创新中心支持下，“溟渊计划”由上海交通大学教授肖湘作为召集科学家。该计划依托“奋斗者”号载人潜水器及深海生命研究领域自主可控的软硬件体系，在国际深渊科学研究领域取得突破性进展。

奋斗者号载人潜器的机械手抓取海葵。科研团队供图

通过对采集的1648份深渊沉积物、622个钩虾样本及11种深海鱼类进行分析，结合深渊海底现场观察，研究团队还取得多个突破性发现。

该研究构建了迄今最完整的深海原核微生物基因数据集，并鉴定出7564个物种水平的代表性基因组，其中89.4%为尚未被报道的新物种，其多样性与全球已知海洋微生物总量相当。科研团队研究发现，深渊微生物通过“精简型”和“多能型”两种适应策略，在深渊高压、低温、寡营养环境中异常繁盛，支撑了深渊生态系统的繁荣，明晰深渊微生物新颖性成因及其适应策略。

马里亚纳海沟海底的海葵。科研团队供图

端足类钩虾是深渊生态系统中的核心物种，扮演着“能量枢纽”的角色。科研人员研究发现钩虾基因组达13.92GB，是人类基因组的4倍多，刷新了端足目的基因组纪录。科研团队还首次通过染色体水平基因组和群体遗传学分析，并综合转录组、宏基因组、代谢组等多组学数据，揭示了钩虾这种万米深渊动物的群体分化、种群动态历史以及其适应深渊环境的分子机制，解析了深渊钩虾的适应机制。

通过11种深海鱼类的高质量基因组的比较研究，科研人员发现深海鱼类的演化奇迹从白垩纪开始，而深渊鱼类的环境适应机制也挑战了传统理论，探寻到深渊鱼类突破高压生存禁区的适应性重塑和演化轨迹。同时，该团队还发现氧化三甲胺并非唯一抗压法宝，多不饱和脂肪酸的积累也能维持细胞膜流动性，助力鱼类对抗高压，其代谢策略与微生物研究成果形成系统印证。

“溟渊计划”系统研究深渊生态系统食物链，从微生物到无脊椎动物（钩虾）再到脊椎动物（鱼类），阐明了极端环境下生命协同演化的科学规律，将人类对海洋生态的认知拓展至万米深渊。中国科学院院士赵国屏指出，该研究是深海生物学、微生物学研究方面的重大突破，是数据驱动研究、工程化研究范式方面典范式的操作，推动了生命科学研究范式的转变。

“我们建立了全球唯一的深渊生物大数据库，包含微生物基因组、钩虾及鱼类基因组数据集，深渊微生物数据规模与过去十年全球海洋微生物研究总量相当。深渊微生物繁荣的深渊生态系统展示出深渊在新基因、新结构和新功能方面的巨大资源潜能，为解决全球生物资源枯竭困境提供了新思路，也为生物技术、医药、能源等领域的创新应用开辟了广阔前景。”肖湘说，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，为全球深海科技发展提供中国方案、贡献中国智慧。

华大集团董事长、联合创始人汪建表示，中国科学家成功实现对海洋最深生态系统的系统性研究，是人类历史上系统探索深渊生命的里程碑式突破。“溟渊计划”的实施过程展现了创新平台“目标导向、跨单位协同”集中力量攻关重大科学问题的优势，为探索有组织的科研发展模式提供了深海科研领域的“中国模式”。