6000米以下深海生物如何“抗壓”？我國(guó)科學(xué)家首次揭秘

　　歷經(jīng)10余年努力，我國(guó)科學(xué)家首次通過(guò)基因組學(xué)對(duì)深淵鉤蝦、深淵魚(yú)類(lèi)、微生物等進(jìn)行研究，揭開(kāi)深淵生物高壓下得以生存的部分秘密，多篇成果3月7日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》(Cell)上發(fā)表，為深入理解生命如何適應(yīng)深淵環(huán)境提供了新的見(jiàn)解，也為研究深淵生態(tài)系統(tǒng)提供了寶貴的數(shù)據(jù)資源。

　　深淵，指水深超過(guò)6000米的深海區(qū)域，長(zhǎng)期被認(rèn)為是復(fù)雜生命的“禁區(qū)”。生物如何“扛住”超高水壓等深淵極端環(huán)境，一直是科學(xué)界的難題。2014年以來(lái)，中國(guó)科學(xué)院全球深淵研究團(tuán)隊(duì)、華大生命科學(xué)研究院、上海交通大學(xué)等多家高校和科研單位，以分別組合的合作形式，對(duì)全球多個(gè)深淵海溝的若干生物樣本開(kāi)展了多維度研究。

　　通過(guò)染色體水平基因組和群體遺傳學(xué)分析，科研人員證明了端足目鉤蝦具有適應(yīng)極端深淵環(huán)境的基因。同時(shí)，研究成果認(rèn)為，與共生菌“合作”調(diào)控體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的濃度以維持細(xì)胞完整性，可能是鉤蝦“抗壓”的關(guān)鍵。另外，多不飽和脂肪酸的積累也能助力魚(yú)類(lèi)對(duì)抗高壓。

　　科研人員深入分析了11種深海魚(yú)類(lèi)的基因組數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，一些古老的深海魚(yú)類(lèi)在1億年前就已經(jīng)開(kāi)始適應(yīng)深海環(huán)境，而所有3000米以下深海魚(yú)類(lèi)均存在的一種特殊基因突變，在魚(yú)類(lèi)的深海高壓適應(yīng)中發(fā)揮了潛在作用。

科研人員通過(guò)載人潛水器對(duì)深海沉積物進(jìn)行取樣。(受訪單位供圖)

　　此外，科研人員構(gòu)建了完整的深海原核微生物基因數(shù)據(jù)集，鑒定出7564個(gè)物種的代表性基因組，其中89.4%為尚未被公開(kāi)的新物種。研究還發(fā)現(xiàn)，深淵微生物通過(guò)“精簡(jiǎn)型”和“多能型”兩種適應(yīng)策略，在高壓、低溫、寡營(yíng)養(yǎng)環(huán)境中異常繁盛。