3月7日,海南三亞,一場聚焦海洋最深處的發布會吸引了全球目光。由上海交通大學、中國科學院深??茖W與工程研究所、華大集團聯合發起的“溟淵計劃”(MEER計劃,馬里亞納海溝環境與生態研究計劃)正式公布其第一階段的豐碩成果,宣告中國深海生命科學研究正以前所未有的速度邁向國際前沿。
“溟淵計劃”團隊在過去幾年中,憑借著中國自主研發的萬米級載人潛水器“奮斗者”號,多次深入地球上最神秘、最極端的深淵海底,取得了多項突破性的進展。這不僅僅是地理上的探索,更是生命科學認知的一次深刻變革。
首先, “溟淵計劃”完成了人類歷史上首次對雅浦海溝最深點的科考作業,標志著人類探索深淵的足跡延伸至更遠更深的地方。在此之前,我們對這片區域幾乎一無所知,而“溟淵計劃”團隊的到來,如同點亮了一盞明燈,照亮了這片未知的領域。
其次, “溟淵計劃”開展了對深淵生態系統最為系統的研究。團隊成員們潛入馬里亞納海溝、雅浦海溝和菲律賓海盆6000米至11000米水深區域,采集了大量的水體、沉積物以及深海宏生物樣本,總數超過2000份。這些珍貴的樣本,為科學家們深入了解深淵生命的奧秘提供了至關重要的素材。
更重要的是,“溟淵計劃”的科學家們基于這些樣本,首次建立了全球深淵生物大數據庫,并向全球開放共享。這意味著,世界各地的科學家都可以借助這一平臺,共同探索深淵生命的奧秘,加速深海生命科學的發展。這一舉措充分展現了中國在深??蒲蓄I域的開放合作姿態,以及為全球科學進步貢獻力量的決心。
“我們現在對于海底的了解,甚至還比不上對月球表面的了解,” “溟淵計劃”發起人,上海交通大學生命科學技術學院/微生物代謝國家重點實驗室、深部生命國際研究中心主任肖湘在發布會上感慨道。她將深海采樣比作挑戰月球采樣的難度,足見深海研究的艱辛與不易。
深淵環境的極端性對科學研究提出了前所未有的挑戰。在600至1100個大氣壓的超高靜水壓下,任何設備都面臨著被壓扁的風險。而要在如此惡劣的環境下進行采樣和實驗,更是難上加難。
早在上個世紀,就有科學家嘗試開展深淵微生物研究,但由于抗高壓設備的制作技術瓶頸,許多國際深淵大科學計劃未能取得預期的成果。在“奮斗者”號出現之前,只有少數人曾到達過馬里亞納海溝底部,能夠開展的科考活動更是極其有限。
中國第一艘萬米級載人潛水器“奮斗者”號的成功研發和使用,徹底改變了這一局面。憑借著其獨特的采樣能力和超長的海底作業時間,“奮斗者”號成為目前全球唯一具備深淵系統調查采樣能力的載人潛水器。它讓科學家們能夠深入海底,近距離觀察和研究深淵生命,獲取珍貴的樣本和數據。
在2021年10月至12月期間,肖湘帶領的團隊與其他國內科研單位,利用“奮斗者”號載人潛水器,對馬里亞納海溝、雅浦海溝和菲律賓海盆進行了系統的采集工作,其中雅浦海溝最深點的樣本是人類首次獲得。
深淵科考不僅僅是挑戰技術的極限,也是對科學家毅力的考驗。 “溟淵計劃”團隊頂著5次超強臺風的沖擊,經歷了33次科學例會的靈感碰撞,最終攻克了深淵極端高壓環境下的采樣與實驗技術難題,建立了一套完整的科研模式,包括“深海采樣-基因測序-數據分析-實驗室驗證”等環節。
除了探索深淵的地理和生物多樣性之外,“溟淵計劃”還對深淵生命的適應機制進行了深入的研究??茖W家們發現,深淵微生物在超高靜水壓下呈現出異常的繁盛狀態,而深淵中的一些代表性宏生物與深淵微生物之間存在趨同的適應機制。這種“共適應”策略,將不同的物種連接起來,形成了一個獨特的深淵生態系統。
這一發現,不僅揭示了深淵生命的生存之道,也為我們理解生命的起源和演化提供了新的視角。通過對深淵生態系統的研究,“溟淵計劃”團隊正在努力描繪海洋最深處生態系統的全貌。
肖湘表示,“做這些數據(和研究),我們是有一個決心的,我們是去系統地采集,它是不可重復的,因為這是2021年10月到12月人類活動對深海影響的一個實時記錄……一百年以后甚至一千年以后,人類再次考察(這個區域),他們看到的地球環境,是不是跟我們今天還一樣?他們也會來評估我們今天對深淵的認識是不是客觀真實的?!?這段話體現了“溟淵計劃”的深遠意義,不僅僅是當下的科學研究,更是對未來人類認識深海的貢獻。
為了更好地展示 “溟淵計劃”的科研成果,團隊還進行了一系列的美學設計。肖湘透露,他們的研究成果將會以“深淵全景畫廊”的形式呈現,其中包括“實景”篇——深淵現場,“解構”篇——生態解構,“印象”篇——共性原則等多個部分。
國際頂級學術期刊Cell雜志以封面專輯的形式發布了 “溟淵計劃”的4篇論文,并專門開通了一個網站,用于展示 “溟淵計劃”未來的系列文章。這充分體現了國際學術界對 “溟淵計劃”的高度認可。
“溟淵計劃”所取得的成就,不僅僅是中國深海生命科學研究的里程碑,也是全球深海研究領域的重要突破。它不僅深化了我們對地球生命系統的認識,也為未來的深海研究提供了新的方向和思路。在探索深海的道路上,中國正在以領跑者的姿態,為人類認知海洋、保護海洋貢獻著自己的力量。