中国科学院发表最新Nature论文，挑战极端环境生命极限模型

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

基于化学合成作用的生物群落是生命在地球上一些最极端条件下适应并繁衍的杰出范例。自从在深海热液喷口首次发现这些群落以来，人们还在深海冷泉处检测到以化学合成为基础的群落，这些群落支持着高度多样且丰富的共生生物，这增加了我们对深海生态系统及其支撑的生物地球化学过程的理解，并且使这种理解不断深化和拓展。

这些生物群落通常以双壳类和管状蠕虫为主，依靠微生物的化学合成作用得以维持，仅限于通过地质裂缝释放富含硫化氢和/或甲烷的流体的区域。在世界海洋最深处，基于化学合成作用的生物群落的生物地理分布、它们在塑造深海生态系统方面可能发挥的作用，以及它们在如此深的海底形成甲烷渗出的机制仍不为人知。

7 月 30 日，中国科学院深海科学与工程研究所杜梦然研究员作为共同通讯作者兼共同第一作者，彭晓彤研究员作为共同第一作者，在Nature期刊发表了题为：Flourishing chemosynthetic life at the greatest depths of hadal trenches（在海沟最深处繁茂生长的化能合成生命）的研究论文【1】。

该研究在太平洋西北部最深9533米处的海沟底部，发现了能从化学反应中获得能量的管状蠕虫和软体动物。这些化学能自养生态系统的存在，对长期以来关于深海极端深度下生命潜力以及深海复杂碳循环的假说提出了挑战，为生命在极端环境中存在的可能性提供了新见解。

超深渊海沟作为地球上勘探最少、认知最少的生态环境之一，长期以来被认为是孕育化学合成群落的潜在区域。尽管关注度日渐提升，但对此类群落的实际记录却极其罕见。

在这项最新研究中，研究团队通过中国自主研发的万米载人潜水器“奋斗者号”在千岛-堪察加海沟和阿留申海沟西部进行的科学考察，发现了已知最深、分布最广的化学合成生物群落，深度为 5800 米到 9533 米，横跨逾 2500 千米。

千岛-勘察加海沟和阿留申海沟西部冷泉区的代表性动物群

这些生物群落 主要由海洋管状蠕虫（西伯加虫多毛类）以及双壳类软体动物组成，同位素分析显示，这些动物利用构造板块断层渗出的硫化氢和甲烷合成能量。进一步分析显示，断层渗出的甲烷产自沉积物中发现的有机质的微生物过程。

考虑到其他超深渊海沟具有类似地质特征，研究团队认为，这类化学合成生物群落的分布范围可能远超此前预期。这一发现对当前极端环境生命极限模型及深海碳循环理论提出了挑战。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09317-z