北京时间3月7日凌晨,由
上海交通大学
、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团联合发起并执行的“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”)第一阶段成果
四篇文章以封面专辑的形式发表在国际顶级期刊《细胞》(
Cell
)上
。
作为“溟渊计划”的发起人和召集科学家,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带领团队,依托我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,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
。
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。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。
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
。
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;
首次系统研究深渊生态系统的食物链
,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,拓展了人类对于海洋生态的认知,我国在深海生命科学领域已形成源头创新优势,并为开发深海生物资源、服务人类健康与可持续发展开辟全新赛道。
“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。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。”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。