【ZiDongHua之“自動(dòng)化學(xué)院派”收錄關(guān)鍵詞:MEER   上海交通大學(xué)  中國(guó)科學(xué)院 華大集團(tuán)  生命科學(xué)領(lǐng)域  耐壓傳感器

由上海交通大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所、華大集團(tuán)聯(lián)合發(fā)起的馬里亞納海溝環(huán)境與生態(tài)研究計(jì)劃(MEER計(jì)劃)取得重大科研進(jìn)展

 

由上海交通大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院深??茖W(xué)與工程研究所、華大集團(tuán)聯(lián)合發(fā)起的馬里亞納海溝環(huán)境與生態(tài)研究計(jì)劃(MEER計(jì)劃)取得重大科研進(jìn)展。該項(xiàng)目依托我國(guó)自主研發(fā)的“奮斗者”號(hào)載人潛水器,及深海生命研究的全國(guó)產(chǎn)化軟硬件體系,在深海生命科學(xué)研究領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。

北京時(shí)間2025年3月7日,馬里亞納海溝生態(tài)環(huán)境科研計(jì)劃(MEER)專題在Cell Press細(xì)胞出版社旗艦期刊Cell發(fā)表,本研究專題報(bào)道了馬里亞納海溝深淵樣本的研究進(jìn)展。樣本分析顯示出較高的分類新穎性,為我們呈現(xiàn)了一個(gè)海洋深處極度繁榮的生態(tài)系統(tǒng)。該項(xiàng)目重點(diǎn)研究了深淵生態(tài)系統(tǒng),包括深淵微生物、深淵無(wú)脊椎動(dòng)物(鉤蝦)和深淵脊椎動(dòng)物(魚類)的特征與環(huán)境適應(yīng),從而描繪了深淵特殊的食物鏈:從微生物到鉤蝦再到魚類。發(fā)現(xiàn)深淵存在跨越物種邊界的深淵環(huán)境“共適應(yīng)”策略。   

深淵區(qū)(水深超6,000米,或根據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織定義為水深超過(guò)6500米)占海洋垂直深度的45%,以極端高壓(110兆帕)、低溫(接近冰點(diǎn))、黑暗及有機(jī)質(zhì)稀缺為特征。盡管環(huán)境嚴(yán)酷,這里卻孕育了獨(dú)特的生物群落,如凝膠狀魚類、端足類甲殼動(dòng)物及依賴化能合成的微生物。這些生物通過(guò)基因和代謝途徑的適應(yīng)性進(jìn)化,成為研究生命極限的范本。

從1960年起,人類對(duì)深淵的探索歷程一直伴隨著巨大的代價(jià)和犧牲,也為現(xiàn)代深淵研究奠定了基礎(chǔ)。直至中國(guó)“奮斗者號(hào)”全海深載人潛水器的出現(xiàn)(2020年創(chuàng)下10,909米下潛紀(jì)錄),深淵科考進(jìn)入新階段。其220公斤有效載荷、高速水聲通信系統(tǒng)及高國(guó)產(chǎn)化率,顯著提升了采樣精度與效率。在2021年TS21航次中,“奮斗者號(hào)”采集了約1,700份分層沉積物和原位海水樣本,覆蓋6,000-10,900米深度。通過(guò)高通量測(cè)序,構(gòu)建了全球首個(gè)深淵微生物宏基因組與生態(tài)分析流程框架,揭示了微生物群落的高新穎性與多樣性及其成因。

研究還開發(fā)了高壓培養(yǎng)裝置與多組學(xué)分析技術(shù),發(fā)現(xiàn)深淵微生物能夠利用多種難降解有機(jī)物(如,芳香族化合物等),部分通過(guò)CO氧化生存,表現(xiàn)出與上層海洋截然不同的代謝偏好。在最新的多組學(xué)研究中證實(shí)深淵是深海碳循環(huán)的“熱點(diǎn)”。此外,深淵微生物的環(huán)境修復(fù)潛力(如污染物降解)及生物醫(yī)藥應(yīng)用前景(新型酶類)凸顯其科學(xué)與社會(huì)價(jià)值。

未來(lái)需突破原位觀測(cè)技術(shù)瓶頸,開發(fā)耐壓傳感器與長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng),并加強(qiáng)跨學(xué)科整合,量化深淵對(duì)全球碳循環(huán)的貢獻(xiàn)。深淵探索不僅拓展了生命科學(xué)邊界,更為應(yīng)對(duì)氣候變化與資源可持續(xù)利用提供了新視角。