全球海洋最深的區域，代表著地球上最少被探索的極端環境。海洋最深的萬米深藍之下，是怎樣一片地帶？

北京時間2025年3月7日凌晨，全球頂級學術期刊《細胞》（Cell）以封面專輯的形式，重磅發布了來自中國科研團隊的深淵生命科研成果：1篇旗艦文章勾勒項目全貌，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）。

該成果出自由上海交通大學、中國科學院深海科學與工程研究所、華大集團等多家單位聯合發起的“溟淵計劃”（馬里亞納海溝環境與生態研究計劃，英文簡稱“MEER計劃”）。依托我國自主研發的“奮斗者”號載人潛水器，“溟淵計劃”實現了多項“全球突破”：人類首次到達雅浦海溝最深點、首次對深淵生態系統進行系統研究、首次建立全球深淵生物大數據庫并開放共享，標志著我國深海生命科學研究邁入國際前沿。

該成果揭示的深淵生態系統的生命適應策略與資源潛能，也進一步拓展了人類對極端環境下生命過程的認知。

北京時間3月7日凌晨上線的Cell封面專輯，包含了“溟淵計劃（MEER計劃）的一期成果。本專輯封面圖片由“溟淵計劃”召集科學家、上海交通大學肖湘在海溝底部采樣期間拍攝，有趣的是這是下潛至深淵超高壓下拍攝系統失效后在潛器艙內用手機拍攝的，展現了獨特的艙內視角和深淵神秘的生命世界。本文均為 上海交大供圖

科學家團隊研究鑒定出7564種深淵原核微生物，89.4%為未報道新物種

深淵水深超過6000米，是全球海洋最深的區域，代表著地球上最少被探索的極端環境。馬里亞納海溝最深處達10909米，足以“吞沒”海拔8848.86米的世界最高峰珠穆朗瑪峰。這里的壓力高達1100個大氣壓，常年黑暗冰冷，曾一度被視為“生命禁區”。

但深淵作為生命科學、地球科學與工程技術的前沿，也蘊含了巨大的科學價值和應用潛力，深淵研究需要工程技術與科學的完美結合。上海交大介紹，早在上世紀初，就有學者投入到深淵微生物研究，然而受限于抗高壓設備的制作技術，多個國際同行組織的深淵大科學計劃最終未能達到良好預期。在2020年之前，只有9人曾到達過海洋最深點馬里亞納海溝底部，能成功下潛萬米以下深度且能夠重復使用的潛水器，全球所剩無幾。2020年底，成功完成工程海試的中國第一艘萬米級載人潛水器“奮斗者”號，憑借其獨特的采樣能力和超長海底作業時間，成為當今全球唯一具備深淵系統調查采樣能力的載人潛水器。

奮斗者號正在工作

上海交通大學生命科學技術學院/微生物代謝國家重點實驗室、深部生命國際研究中心主任肖湘是“溟淵計劃”的發起人和召集科學家。2021年10月至12月期間，肖湘帶領上海交通大學研究團隊，與中國科學院深海科學與工程研究所、華大集團等國內多家科研單位共同參加了“奮斗者”號載人潛水器的的深淵航次。科學家團隊對馬里亞納海溝、雅浦海溝和菲律賓海盆6000-11000米水深區域進行系統采集，獲得水體、沉積物、宏生物等樣本2000余份，其中雅浦海溝最深點為人類首次到達。

深淵中是否是一片寂靜的生命荒漠？答案顯然是否定的。通過對1648份沉積物、622個鉤蝦樣本及11種深海魚類的分析，科學家團隊研究鑒定出7564種深淵原核微生物，89.4%為未報道新物種，其多樣性與全球已知海洋微生物總量相當。科學家們還發現，深淵微生物通過“精簡型”和“多能型”兩種適應策略，在深淵高壓、低溫、寡營養環境中異常繁盛，支撐了深淵生態系統的繁榮。

馬溝海底海星

深淵海底水母

深淵海底宏生物

該計劃還系統研究深淵生態系統食物鏈，從微生物到無脊椎動物（鉤蝦）再到脊椎動物（魚類），闡明了極端環境下生命協同演化的科學規律，將人類對海洋生態的認知拓展至萬米深淵。

具體而言，端足類鉤蝦是深淵生態系統中的核心物種，扮演著“能量樞紐”的角色。研究發現鉤蝦基因組達13.92GB，是人類基因組（3.2 GB）的4倍多，這刷新了端足目的基因組紀錄。首次通過染色體水平基因組和群體遺傳學分析，并綜合轉錄組、宏基因組、代謝組等多組學數據，揭示了鉤蝦這種萬米深淵動物的群體分化、種群動態歷史以及其適應深淵環境的分子機制。

而通過對11種深海魚類的高質量基因組的比較研究發現，深海魚類的演化奇跡從白堊紀開始，而深淵魚類的環境適應機制也挑戰了傳統理論。發現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印證。

在馬溝海底作業的奮斗者號

在深淵底部通過水聲通訊對外發布《馬里亞納共識》倡議，為深海科技發展提供中國方案

“我們建立了全球唯一的深淵生物大數據庫，包含微生物基因組、鉤蝦及魚類基因組數據集，深淵微生物數據規模與過去十年全球海洋微生物研究總量相當。深淵微生物的超高新穎性和多樣性，展示了深淵在新基因、新結構和新功能方面的巨大資源潛能。”肖湘說，“這些資源為解決全球生物資源枯竭困境提供了新的選擇，也為生物技術、醫藥、能源等領域的創新應用開辟了廣闊前景。這些寶貴的數據是人類不可復現的歷史記錄，它們代表著2021年10至12月期間地球深淵生命的真實情況，應該保留下來并對全人類共享，我們也希望能夠把這些數據用好，為全球深海科技發展貢獻中國智慧。”

因此，肖湘在下潛到馬里亞納海溝最深點完成采樣任務后，在深淵底部通過水聲通訊對外發布了《馬里亞納共識》倡議，承諾向全球開放共享深淵生命數據，呼吁國際科研力量共同攻堅深淵環境與生命科學問題。該倡議為應對生物資源枯竭挑戰提供了新思路，并推動全球深海生命研究從競爭走向協作，為全球深海科技發展提供了中國方案。

事實上，在深淵極端環境里，每下潛一米都是對設備性能的巨大挑戰，每停留一秒都是用生命極限探索極端生命的生死競速，“溟淵計劃”就誕生于這樣緊張且興奮的氛圍之下。

而完成這樣挑戰的，是一支平均年齡不足40歲的年輕團隊。據上海交大介紹，團隊頂著5次超強臺風的沖擊，經過33次科學例會的靈感碰撞，攻克了深淵極端高壓環境下的采樣與實驗技術難題，建立了“深海采樣-基因測序-數據分析-實驗室驗證”全鏈條科研模式。由上海交通大學肖湘團隊設計的系統性科學研究框架，結合中科院深海所的深淵現場作業經驗與華大集團的基因測序技術，三方協同實現了載人深潛取樣裝置、低成本基因測序技術、全海深環境模擬培養體系的全國產化，為深淵科學研究提供了自主可控的技術支撐。肖湘表示，在科學家的共同努力下，此項深部生命科學研究最大的兩個瓶頸“數據庫和儀器”如今都已實現國產化。