从深海保真采样到深渊微生物数据库中国科学家解锁万米海底的生命密码

2026-05-15  

  央广网上海5月14日消息(记者唐奇云)近日,由上海海洋大学方家松教授、中科院海洋所孙卫东教授、上海海洋大学于溪教授联合主编的学术专著《洋底深渊生物圈:进展与挑战》(The Trench Biosphere at the Bottom of the Ocean: Progress and Challenges)由全球顶尖学术出版社Elsevier正式出版。全书共18章,内容系统涵盖深渊地质物理化学环境、深渊生物适应机制、人类活动污染影响、深渊生物资PP电子源挖掘、深海探测技术、大数据平台建设及未来研究展望等方向,旨在呈现当代深渊生物圈研究前沿进展,将进一步提升人类对地球极端环境下生命系统的认知。

从深海保真采样到深渊微生物数据库中国科学家解锁万米海底的生命密码(图1)

  深度超过6000米的深渊海沟曾被视为“生命荒漠”。阻碍人类探索的最大瓶颈不是下潜深度,而是如何将万米海底的生命“原汁原味”地带回实验室。

  传统深海采样如同“把珠峰上的登山者瞬间拽到海平面”,压力剧变会导致生物细胞破裂、基因表达紊乱、代谢产物分解,科学家拿到的往往是“失真”样本。该书披露了中国自主研发的全海深保压采样技术体系——沉积物/海水保压采样器、宏生物原位诱捕与保压转运系统、微生物原位过滤固定装置、微生物胞外酶全海深保真酶学测定装置等。这些被科研人员形象地称为“深海时光机”的装备,有效解决了深海保真采样的世界级难题,为书中所有突破性生物学发现奠定了基础。

  该书指出,科学探索从来不止于发现奇迹,因而用两个章节发出警示:人类活动“指纹”已经遍布万米深海。

  研究团队在马里亚纳海沟、克马德克海沟的钩虾体内检测出高浓度的持久性有机污染物(POPs)和微塑料。甚至在沉积物中发现了丰度不亚于近岸海域的抗生素抗性基因(ARGs)。书中分析指出,这些污染物主要通过“海洋雪”(海洋表层浮游生物的排泄物和尸体)和大型海洋生物的腐尸(如鲸落)等载体,以惊人速度从表层输送到深渊,使海沟成为全球污染物最终的汇聚地。

  深渊不仅是科学探索的前沿,更是一座尚未开发的“生物资源金矿”。该书以3个章节介绍了深渊微生物资源挖掘成果:从深渊海沟分离7000余株微生物(涵盖细菌、古菌和线余种具有新颖结构的天然产物。部分天然产物具有显著的抑菌活性,为新型抗生素和抗肿瘤药物研发提供宝贵的先导化合物。

  此外,该书还介绍了HADAL深渊微生物数据库,所有保藏的菌株信息、基因组数据和代谢组数据将严格遵循FAIR(可查找、可访问、可互操作、可重用)原则向全球科学家免费开放。无论身处PP电子哪个国家,科研人员和学生都可以在线获取这些来自万米海底的珍贵数据,共同推动深海科学的发展。

  近日,由上海海洋大学方家松教授、中科院海洋所孙卫东教授、上海海洋大学于溪教授联合主编的学术专著《洋底深渊生物圈:进展与挑战》由全球顶尖学术出版社Elsevier正式出版。旨在呈现当代深渊生物圈研究前沿进展,将进一步提升人类对地球极端环境下生命系统的认知。

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