Science：萬(wàn)米深淵驚現(xiàn)“原生生物花園”！中國(guó)“奮斗者”號(hào)揭開(kāi)海洋最深處生命的繁盛生長(zhǎng)

撰文丨王聰

編輯丨王多魚(yú)

排版丨水成文

在陽(yáng)光無(wú)法抵達(dá)、壓力高達(dá)千倍大氣壓的海洋最深處——海溝（6000-11000 米），生命以何種形式存在？長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)界對(duì)這片“超深淵帶”的認(rèn)知極為有限，尤其對(duì)附著在巖石等硬質(zhì)基底上的生物幾乎一無(wú)所知，因?yàn)閷?duì)這一深度的采樣極為困難。

2020-2024 年間，中國(guó)“奮斗者”號(hào)載人潛水器對(duì)大洋洲周邊的七個(gè)海溝、斷裂帶和海盆進(jìn)行了系統(tǒng)性探索。

2026 年 5 月 14 日，中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所彭曉彤團(tuán)隊(duì)（宋希坤副研究員為論文第一作者）在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊Science上發(fā)表了題為：Protist-dominated hard substrate faunas thrive at the deepest ocean depths 的研究論文。

該研究報(bào)告了在克馬德克海溝（最深處10047 米）和馬里亞納海溝（最深處約 11000 米）利用載人潛水器“奮斗者”號(hào)采集到的大量物種，從而揭示了在地球海洋最深處存在著一個(gè)繁榮且此前未知的生態(tài)系統(tǒng)，其主導(dǎo)者并非大型動(dòng)物，而是毫米級(jí)的原生生物。尤其令人驚訝的是，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，它們是以陸地松樹(shù)花粉為食的異養(yǎng)生物，而非化能自養(yǎng)生物。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，類(lèi)似的生物群落可能廣泛存在于地球上最深的生態(tài)系統(tǒng)中，這對(duì)理解這些深度的碳熱點(diǎn)具有重要意義。

顛覆認(rèn)知的“深淵居民”

研究團(tuán)隊(duì)在克馬德克海溝和馬里亞納海溝的巖石表面，共發(fā)現(xiàn)了 32 個(gè)固著生物物種，它們分屬 6 個(gè)原生生物和后生動(dòng)物門(mén)類(lèi)，其中絕大多數(shù)是科學(xué)上的新物種。

令人驚訝的是，在這些最深的海底硬質(zhì)基底上，占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的并非依賴(lài)化學(xué)能的自養(yǎng)微生物群落，而是異養(yǎng)型的有孔蟲(chóng)（一類(lèi)原生生物）。它們形成了絲狀、管狀、鏈狀、圓頂狀等多種形態(tài)，密度最高可達(dá) 4300 個(gè)/平方分米。這些小型生命體，構(gòu)成了深淵巖石上的“微型花園”。

挑戰(zhàn)舊理論：它們不是化能自養(yǎng)生物

此前有觀點(diǎn)認(rèn)為，深海極端環(huán)境的生物，無(wú)法依賴(lài)陽(yáng)光進(jìn)行光合作用，可能依賴(lài)海底滲漏的化學(xué)物質(zhì)來(lái)合成能量，即化能自養(yǎng)生物。但該研究通過(guò)多方面的證據(jù)，有力地支持了這些海洋最深處的優(yōu)勢(shì)生物其實(shí)是異養(yǎng)生物，即通過(guò)攝取外界有機(jī)質(zhì)獲取能量。

“食譜”證據(jù)：研究團(tuán)隊(duì)在優(yōu)勢(shì)物種 Gromia hadalensis 和 Plumetta cernua 的體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了大量來(lái)自陸地的松樹(shù)花粉顆粒，這些花粉經(jīng)由風(fēng)和洋流輸送并沉積到海溝底部。同時(shí)，這些生物的膠結(jié)質(zhì)外殼中還含有豐富的礦物顆粒、放射蟲(chóng)和硅藻骨架，這些都指向它們以沉積物中的有機(jī)質(zhì)為食。

基因證據(jù)：宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組分析顯示，在這些原生生物體內(nèi)占主導(dǎo)的微生物并非已知的化能合成細(xì)菌。相反，它們高表達(dá)的基因多與氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝和脂質(zhì)代謝相關(guān)，這是典型的異養(yǎng)生活方式特征。

環(huán)境證據(jù)：在 98 次深海潛水調(diào)查中，研究團(tuán)隊(duì)并未在發(fā)現(xiàn)這些原生生物的區(qū)域觀測(cè)到活躍的冷泉、熱液噴口或典型的化能自養(yǎng)動(dòng)物群落（例如貽貝、管蟲(chóng)）。

廣泛分布與生態(tài)重要性

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)人工智能（AI）識(shí)別來(lái)自 1030 個(gè)采樣點(diǎn)的海底圖像，證實(shí)了類(lèi)似的以有孔蟲(chóng)為主的固著群落，在大洋洲周邊的多個(gè)海溝區(qū)域（例如爪哇海溝、馬里亞納海溝等）廣泛存在，深度直至 10900 米。

這些原生生物盡管個(gè)體微小，但由于其分布廣泛，研究團(tuán)隊(duì)估算它們的活體生物量碳在全球海溝范圍內(nèi)可能達(dá)到 2300 至 1.4 萬(wàn)公噸，相當(dāng)于目前估算的全球深淵活體生物總碳量的 1%-6%，或全球深淵真核生物總碳量的 2%-11%。這意味著，它們構(gòu)成了海溝環(huán)境中一個(gè)此前未被認(rèn)識(shí)的、重要的碳儲(chǔ)庫(kù)和能量熱點(diǎn)。

此外，這些生物群落作為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”，為更小的微型和小型動(dòng)物提供了棲息地，成為深淵底棲食物網(wǎng)中關(guān)鍵的營(yíng)養(yǎng)和能量鏈接環(huán)節(jié)。

深海探索的新篇章

這項(xiàng)研究不僅極大地拓展了我們對(duì)地球生命極限的認(rèn)知，揭示了“超深淵帶”生物多樣性的新維度，也凸顯了載人深潛技術(shù)對(duì)于前沿科學(xué)發(fā)現(xiàn)不可替代的作用。“奮斗者”號(hào)的成功探索，讓我們得以窺見(jiàn)萬(wàn)米深淵之下生命的頑強(qiáng)與奇妙。

這些附著在巖石上的微小生命，正靜靜訴說(shuō)著地球最深處不為人知的生態(tài)故事。它們的存在提醒我們，即使在環(huán)境最嚴(yán)酷的角落，生命依然能找到屬于自己的生存之道，并可能在全球碳循環(huán)中扮演著意想不到的角色。而我們對(duì)地球上這片最后邊疆的探索，才剛剛開(kāi)始。

2025 年 7 月 30 日，杜夢(mèng)然、彭曉彤等人在Nature期刊發(fā)表了題為：Flourishing chemosynthetic life at the greatest depths of hadal trenches 的研究論文。

研究團(tuán)隊(duì)駕駛“奮斗者”號(hào)載人潛水器，在太平洋西北部最深 9533 米處的海溝底部，發(fā)現(xiàn)了能從化學(xué)反應(yīng)中獲得能量的管狀蠕蟲(chóng)和軟體動(dòng)物。這些化學(xué)能自養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的存在，對(duì)長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于深海極端深度下生命潛力以及深海復(fù)雜碳循環(huán)的假說(shuō)提出了挑戰(zhàn)，為生命在極端環(huán)境中存在的可能性提供了新見(jiàn)解。

論文鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea7086

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