【ZiDongHua之“自动化学院派”收录关键词:MEER   上海交通大学  中国科学院 华大集团  生命科学领域  耐压传感器

由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团联合发起的马里亚纳海沟环境与生态研究计划(MEER计划)取得重大科研进展

 

由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团联合发起的马里亚纳海沟环境与生态研究计划(MEER计划)取得重大科研进展。该项目依托我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,及深海生命研究的全国产化软硬件体系,在深海生命科学研究领域取得突破性进展。

北京时间2025年3月7日,马里亚纳海沟生态环境科研计划(MEER)专题在Cell Press细胞出版社旗舰期刊Cell发表,本研究专题报道了马里亚纳海沟深渊样本的研究进展。样本分析显示出较高的分类新颖性,为我们呈现了一个海洋深处极度繁荣的生态系统。该项目重点研究了深渊生态系统,包括深渊微生物、深渊无脊椎动物(钩虾)和深渊脊椎动物(鱼类)的特征与环境适应,从而描绘了深渊特殊的食物链:从微生物到钩虾再到鱼类。发现深渊存在跨越物种边界的深渊环境“共适应”策略。   

深渊区(水深超6,000米,或根据联合国教科文组织定义为水深超过6500米)占海洋垂直深度的45%,以极端高压(110兆帕)、低温(接近冰点)、黑暗及有机质稀缺为特征。尽管环境严酷,这里却孕育了独特的生物群落,如凝胶状鱼类、端足类甲壳动物及依赖化能合成的微生物。这些生物通过基因和代谢途径的适应性进化,成为研究生命极限的范本。

从1960年起,人类对深渊的探索历程一直伴随着巨大的代价和牺牲,也为现代深渊研究奠定了基础。直至中国“奋斗者号”全海深载人潜水器的出现(2020年创下10,909米下潜纪录),深渊科考进入新阶段。其220公斤有效载荷、高速水声通信系统及高国产化率,显著提升了采样精度与效率。在2021年TS21航次中,“奋斗者号”采集了约1,700份分层沉积物和原位海水样本,覆盖6,000-10,900米深度。通过高通量测序,构建了全球首个深渊微生物宏基因组与生态分析流程框架,揭示了微生物群落的高新颖性与多样性及其成因。

研究还开发了高压培养装置与多组学分析技术,发现深渊微生物能够利用多种难降解有机物(如,芳香族化合物等),部分通过CO氧化生存,表现出与上层海洋截然不同的代谢偏好。在最新的多组学研究中证实深渊是深海碳循环的“热点”。此外,深渊微生物的环境修复潜力(如污染物降解)及生物医药应用前景(新型酶类)凸显其科学与社会价值。

未来需突破原位观测技术瓶颈,开发耐压传感器与长期监测系统,并加强跨学科整合,量化深渊对全球碳循环的贡献。深渊探索不仅拓展了生命科学边界,更为应对气候变化与资源可持续利用提供了新视角。