歷經(jīng)10余年努力，我國科學(xué)家首次通過基因組學(xué)對深淵鉤蝦、深淵魚類、微生物等進(jìn)行研究，揭開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6000米的深海區(qū)域，長期被認(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，中國科學(xué)院全球深淵研究團隊、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，對全球多個深淵海溝的若干生物樣本開展了多維度研究。
通過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，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類對抗高壓。
科研人員深入分析了11種深海魚類的基因組數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，一些古老的深海魚類在1億年前就已經(jīng)開始適應(yīng)深海環(huán)境，而所有3000米以下深海魚類均存在的一種特殊基因突變，在魚類的深海高壓適應(yīng)中發(fā)揮了潛在作用。
科研人員通過載人潛水器對深海沉積物進(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個物種的代表性基因組，其中89.4%為尚未被公開的新物種。研究還發(fā)現(xiàn)，深淵微生物通過“精簡型”和“多能型”兩種適應(yīng)策略，在高壓、低溫、寡營養(yǎng)環(huán)境中異常繁盛。
