在浩瀚无垠的海洋深处，隐藏着无数生命的秘密。

3月6日，《细胞》（Cell）以封面专辑的形式，重磅发布了上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所和华大集团等共同主导的深渊生命科研成果——1篇旗舰文章勾勒项目全貌，3篇研究论文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），绘制了首个万米深渊生态系统画卷。

成果发布在《细胞》   青岛华大基因研究院供图

文章通讯作者、青岛华大基因研究院院长范广益对《中国科学报》表示：“这是人类首次系统性地研究深渊生命，一系列成果揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能，拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。，更为未来的生物技术和生态保护提供了新的思路。”

深渊水深超过6000米，是全球海洋最深的区域，代表着地球上最少被探索的极端环境。马里亚纳海沟最深处达10909米，足以“吞没”海拔8848.86米的世界最高峰珠穆朗玛峰。这里的压力高达1100个大气压，常年黑暗冰冷，曾一度被视为“生命禁区”。

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，深渊研究需要工程技术与科学的完美结合。随着“深海进入”的不断推进，深渊生命的神秘面纱逐渐揭开。

2021年，上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等联合发起了马里亚纳海沟环境与生态研究计划（MEER计划）。青岛华大基因研究院作为该计划的重要成员，依托中国自主研发的全海深载人深潜器“奋斗者”号，踏上了探索万米深渊的科研征程。

2021年，研究团队完成了33次载人下潜，覆盖马里亚纳海沟、雅浦海沟和菲律宾海盆6000-10909米水深区域，采集了水体、沉积物、宏生物、岩石等2000余份样本，并首次抵达雅浦海沟最深点。这是中国人对地球最深处的第一次系统性“生命普查”。

在多次深入深渊海底探索后，研究团队发现，在最深海域超高静水压下，深渊微生物异常繁盛。这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，描绘了首个海洋最深生态系统的图景。

通过对2000多份的深渊沉积物、深海鱼类及深渊钩虾样本的分析，结合深渊海底现场观察，研究团队陆续取得了三大突破性发现。

一是探明了深渊微生物新颖性成因及其适应策略。

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。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。

二是发现深渊钩虾的适应机制。

范广益介绍，极端环境作为地球上最独特的生态系统之一，孕育了丰富多样的生命形式，蕴藏着极具开发潜力的生物资源。

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。研究发现钩虾基因组达13.92 GB，是人类基因组的4倍多，刷新了端足目的基因组纪录。这是科学家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。

三是获得深渊鱼类突破高压生存禁区的适应性重塑和演化轨迹。

通过11种深海鱼类的高质量基因组的比较，团队研究发现，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。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。

文章共同第一作者、青岛华大基因研究院生物信息副研究员宋跃表示：“这项研究不仅刷新了我们对深海生命极限的认知，还为如高压耐受酶的应用等生物技术和深海污染评估等生态保护提供了关键线索。”

论文相关信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.12.036

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.01.030

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.01.002

https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.12.037