建全球唯一深渊生物大数据库并共享，中国科研成果登上Cell封面专辑

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。海洋最深的万米深蓝之下，是怎样一片地带？

北京时间2025年3月7日凌晨，全球顶级学术期刊《细胞》（Cell）以封面专辑的形式，重磅发布了来自中国科研团队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）。

该成果出自由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等多家单位联合发起的“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”）。依托我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器，“溟渊计划”实现了多项“全球突破”：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，标志着我国深海生命科学研究迈入国际前沿。

该成果揭示的深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能，也进一步拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。

北京时间3月7日凌晨上线的Cell封面专辑，包含了“溟渊计划（MEER计划）的一期成果。本专辑封面图片由“溟渊计划”召集科学家、上海交通大学肖湘在海沟底部采样期间拍摄，有趣的是这是下潜至深渊超高压下拍摄系统失效后在潜器舱内用手机拍摄的，展现了独特的舱内视角和深渊神秘的生命世界。本文均为 上海交大供图

科学家团队研究鉴定出7564种深渊原核微生物，89.4%为未报道新物种

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”。

但深渊作为生命科学、地球科学与工程技术的前沿，也蕴含了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。上海交大介绍，早在上世纪初，就有学者投入到深渊微生物研究，然而受限于抗高压设备的制作技术，多个国际同行组织的深渊大科学计划最终未能达到良好预期。在2020年之前，只有9人曾到达过海洋最深点马里亚纳海沟底部，能成功下潜万米以下深度且能够重复使用的潜水器，全球所剩无几。2020年底，成功完成工程海试的中国第一艘万米级载人潜水器“奋斗者”号，凭借其独特的采样能力和超长海底作业时间，成为当今全球唯一具备深渊系统调查采样能力的载人潜水器。

奋斗者号正在工作

上海交通大学生命科学技术学院/微生物代谢国家重点实验室、深部生命国际研究中心主任肖湘是“溟渊计划”的发起人和召集科学家。2021年10月至12月期间，肖湘带领上海交通大学研究团队，与中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等国内多家科研单位共同参加了“奋斗者”号载人潜水器的的深渊航次。科学家团队对马里亚纳海沟、雅浦海沟和菲律宾海盆6000-11000米水深区域进行系统采集，获得水体、沉积物、宏生物等样本2000余份，其中雅浦海沟最深点为人类首次到达。

深渊中是否是一片寂静的生命荒漠？答案显然是否定的。通过对1648份沉积物、622个钩虾样本及11种深海鱼类的分析，科学家团队研究鉴定出7564种深渊原核微生物，89.4%为未报道新物种，其多样性与全球已知海洋微生物总量相当。科学家们还发现，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。

马沟海底海星

深渊海底水母

深渊海底宏生物

该计划还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。

具体而言，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13.92GB，是人类基因组（3.2 GB）的4倍多，这刷新了端足目的基因组纪录。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。

而通过对11种深海鱼类的高质量基因组的比较研究发现，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TMAO（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。

在马沟海底作业的奋斗者号

在深渊底部通过水声通讯对外发布《马里亚纳共识》倡议，为深海科技发展提供中国方案

“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。深渊微生物的超高新颖性和多样性，展示了深渊在新基因、新结构和新功能方面的巨大资源潜能。”肖湘说，“这些资源为解决全球生物资源枯竭困境提供了新的选择，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。这些宝贵的数据是人类不可复现的历史记录，它们代表着2021年10至12月期间地球深渊生命的真实情况，应该保留下来并对全人类共享，我们也希望能够把这些数据用好，为全球深海科技发展贡献中国智慧。”

因此，肖湘在下潜到马里亚纳海沟最深点完成采样任务后，在深渊底部通过水声通讯对外发布了《马里亚纳共识》倡议，承诺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。该倡议为应对生物资源枯竭挑战提供了新思路，并推动全球深海生命研究从竞争走向协作，为全球深海科技发展提供了中国方案。

事实上，在深渊极端环境里，每下潜一米都是对设备性能的巨大挑战，每停留一秒都是用生命极限探索极端生命的生死竞速，“溟渊计划”就诞生于这样紧张且兴奋的氛围之下。

而完成这样挑战的，是一支平均年龄不足40岁的年轻团队。据上海交大介绍，团队顶着5次超强台风的冲击，经过33次科学例会的灵感碰撞，攻克了深渊极端高压环境下的采样与实验技术难题，建立了“深海采样-基因测序-数据分析-实验室验证”全链条科研模式。由上海交通大学肖湘团队设计的系统性科学研究框架，结合中科院深海所的深渊现场作业经验与华大集团的基因测序技术，三方协同实现了载人深潜取样装置、低成本基因测序技术、全海深环境模拟培养体系的全国产化，为深渊科学研究提供了自主可控的技术支撑。肖湘表示，在科学家的共同努力下，此项深部生命科学研究最大的两个瓶颈“数据库和仪器”如今都已实现国产化。