来源:滚动播报
(来源:上观新闻)
万米深海之下,会有怎样的生命世界?
当载人潜水器穿过层层海水,抵达马里亚纳海沟深处,上海交通大学深部生命与资源研究院副院长、副研究员赵维殳透过舷窗,看见荧光生物在黑暗中掠过。那一刻,她意识到,深渊并非生命的荒漠,那里隐藏着此前未被充分认识的微生物世界。
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十余年来,赵维殳始终追寻这片“看不见的绿洲”。从第一次登上远洋科考船,到深入万米深渊;从有限样品中寻找生命密码,到推动“溟渊计划”一期成果发表于《细胞》,她不断向生命极限处追问答案。
面对为何选择这条路,她的回答始终简单而坚定:“不能等技术强了再做,要做就要把技术做到最强。”此次获评2026上海市“最美科技工作者”,赵维殳展现的是一名青年科学家向未知进发的勇气,更是一份在无人处扎根、把每一步做到极致的坚守。
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上了这艘船,就没再回头
2010年,还是大四学生的赵维殳第一次登上远洋科考船。此前,一门《海洋世界探秘》课程把她引向深海:她的导师肖湘讲起海底热液、极端微生物和生命起源时,她听得入迷。那时,她对未来尚有许多想象,而极端生命研究刚刚向她打开一扇门。门后有什么、这条路能走多远,没有人能够给出确定答案。
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六十多天的航行,很快打碎了对远洋科考的浪漫想象。能窥见海底的,只是电视抓斗上一个清晰度有限的摄像头。科研人员盯着模糊的屏幕几十个小时,画面里大多只有泥地;漫长航程中,真正得到的高质量样品屈指可数。
赵维殳也动摇过。读博期间,传统的研究思路迟迟无法解释极端微生物如何适应高压。一次次实验推进到中途,却总是无法抵达最终答案,她一度怀疑,自己是不是并不适合科研。在转变研究方法的过程中,她也想过是否应该换一条路。但每当走到退路前,那个从小埋在心里的问题又会回来:如果一生只能追问一个科学问题,她最想知道什么?答案始终没有改变——生命从哪里来?
真正让她坚定下来的,是她的导师肖湘讲述的一次国际谈判。
面对“未来中国能否拥有先进深海开发能力”的追问,导师斩钉截铁地回答:中国不需要等20年,十年之后就会成为世界上拥有最强深海开发能力的国家之一。赵维殳听得热泪盈眶。她忽然想明白,技术上的差距不是等待的理由。不能等装备齐了、方法成熟了再去研究,而要在一次次下海、采样和实验中,把原本不够强的技术逐渐做强。
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她也开始探索更多研究路径。传统基于单菌的实验方法难以解释单个微生物与高压环境之间复杂的关系,她便学习计算生物学、生物信息学,将目光从一个菌株转向整个群落,用大数据、统计学和人工智能寻找不同微生物之间的联系。当她再次尝试解答深海高压之谜的时候,“奋斗者”号也完成了海试,全新的深海航程就此开启。
握住止荡绳,向万米深渊进发
在赵维殳的出海经历中,有一段至今仍让她和团队成员记忆犹新的故事。
在一次载人潜水器和采样装备起吊入水时,数吨重的设备在半空中晃动。系在设备上的止荡绳必须被牢牢牵住,才能避免它撞向船体。这样的活往往需要身强力壮的船员完成。
可轮到科研人员上手时,赵维殳没有退到一旁。她和同船的室友都是身材瘦小的女科学家,绳子猛地绷紧时,巨大的拉力几乎要把人带走。两个人索性合成一股劲:赵维殳站在前面,同伴从身后抱紧她的腰,用两个人的重量抵住不断摆动的设备,硬是把这根原本需要壮汉才能牵动的止荡绳稳了下来。对赵维殳来说,船上没有“这不是我的活”。那根被两个人紧紧握住的止荡绳,也像她走过的科研道路——力量还不够,就想办法把力量拧在一起;困难迎面而来,更不能先松手。
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2021年,赵维殳和团队临时得知有机会前往马里亚纳海沟,她二话不说立即开始打包,实验室里的仪器、试剂和耗材被装进50多个航空箱。赵维殳将当时的场景形容为“实验室几乎被搬空了”。
赵维殳的潜次被排在航程后段。为了处理上一批样品,她已连续工作30多个小时。夜幕中,“奋斗者”号缓缓下沉。等眼睛逐渐适应黑暗,她伏在舷窗前,看见黄、绿、蓝、紫、红的荧光生物从窗外掠过。到了约9700米处,探照灯打开,细小的虾、水母等生物渐次显现。看似空旷的水体,越仔细看,生命越多。赵维殳立即想到:这些动物以微生物为食,它们能够在这里活跃,意味着深渊中的微生物远比人们想象的丰富。
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舷窗之外一闪而过的微光,让“异常繁荣的深渊微生物世界”从一个推测,变成了可以亲眼看见的科学线索。
下潜只是研究的开端。船上,团队列出十多项制约领域发展的难题。面对这些问题,是选择其中一两个逐步推进,还是尽可能系统地回答?赵维殳及其导师选择了后者。5人核心团队最初组织起9篇论文,希望描绘出一个完整的深渊微生物生态系统。
为了向《细胞》编辑讲清这项工作的价值,他们又准备了半年多。赵维殳没有只罗列新物种,而是讲清生态系统如何构成、有什么生存智慧、有怎样的深渊“文明”:有的微生物像“极简主义者”;有的像“全能收藏家”;在极端高压下,它们利用环境、彼此合作,寻找不同的生命出路。在线上交流中,《细胞》编辑深受触动,多次表示希望论文全部进入审稿阶段。
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2025年3月,“溟渊计划”首批4篇成果以封面专辑形式发表于《细胞》。团队鉴定出7564种深渊原核微生物,其中近九成为此前未被报道的物种,并建立深渊生物大数据库。相关信息还能成为人工智能的“教材”,辅助设计耐高温、耐高盐、耐高碱的极端蛋白,服务纺织、食品和生物制造。论文发表前,数据应用已经开始。
她的课堂让未知生命有了形状
赵维殳常说,自己首先是一名“人民教师”。学生眼中的她做事雷厉风行。她会追问程序怎么写、数据如何处理,也允许学生沿着自己的兴趣尝试新问题。她指导的一位博士生说,赵老师在面试时问他Linux脚本的细节,当时他就知道“这不是一位纸上谈兵的老师”。
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比起告诉年轻人“深海很重要”,她更愿意让他们亲手触摸这个陌生世界。一个一米长的热液管虫模型,由她和爱人在家用塑料管、海绵和羽毛亲手做成,讲到关键处突然拿出来,总能让学生发出一片惊呼。她还把高原科考使用的氧气瓶、3D打印的深海生物模型和极端酶产品带进教室——抽象的极端生命,由此有了形状。
她做科普,也源于对这个学科未来的牵挂。极端微生物看不见、摸不着,深海科研与公众的日常生活又相距遥远。
于是,从校园课堂到科技节、社区活动,她一次次讲述深海生命。她会从洗衣粉中的耐高温酶讲起,也会解释一件衣服的染色过程为什么与极端微生物有关;听众席里,父母带着孩子追问海底是什么样,孩子围着教具久久不愿离开。
她把这种投入概括为“应做尽做,精益求精”。科研中,珍贵样品能获取的信息尽量不遗漏;教学中,学生听不懂的地方就换一种讲法、再做一件教具;科普中,看不见的微生物就设法讲到人们看得见、摸得着。也正因如此,她格外认同上海细致、务实的城市气质。在这里求学、成长、做研究,她喜欢“丁是丁、卯是卯”的做事方式:规则清楚,承诺落地,每一个小环节都经得起核验。
赵维殳说,科学向前“冲顶”时,任何极小的忽视,都可能带来无法预料的偏差。上海为青年科研人员提供的,不只是走向万米深渊的机会,也是一种把冷门问题长期做下去、把每一步做扎实的环境。
舷窗外的生命微光已被她带回海面;如今,她更希望把这束光递给年轻人,让下一次驶向未知时,有更多人愿意同行。
作者:嘉源
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