Science：萬米深淵驚現“原生生物花園”！中國“奮斗者”號揭開海洋最深處生命的繁盛生長

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

在陽光無法抵達、壓力高達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？長期以來，科學界對這片“超深淵帶”的認知極為有限，尤其對附著在巖石等硬質基底上的生物幾乎一無所知，因為對這一深度的采樣極為困難。

2020-2024 年間，中國“奮斗者”號載人潛水器對大洋洲周邊的七個海溝、斷裂帶和海盆進行了系統性探索。

2026 年 5 月 14 日，中國科學院深海科學與工程研究所彭曉彤團隊（宋希坤副研究員為論文第一作者）在國際頂尖學術期刊Science上發表了題為：Protist-dominated hard substrate faunas thrive at the deepest ocean depths 的研究論文。

該研究報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繁榮且此前未知的生態系統，其主導者并非大型動物，而是毫米級的原生生物。尤其令人驚訝的是，研究團隊發現，它們是以陸地松樹花粉為食的異養生物，而非化能自養生物。研究團隊認為，類似的生物群落可能廣泛存在于地球上最深的生態系統中，這對理解這些深度的碳熱點具有重要意義。

顛覆認知的“深淵居民”

研究團隊在克馬德克海溝和馬里亞納海溝的巖石表面，共發現了 32 個固著生物物種，它們分屬 6 個原生生物和后生動物門類，其中絕大多數是科學上的新物種。

令人驚訝的是，在這些最深的海底硬質基底上，占據絕對優勢的并非依賴化學能的自養微生物群落，而是異養型的有孔蟲（一類原生生物）。它們形成了絲狀、管狀、鏈狀、圓頂狀等多種形態，密度最高可達 4300 個/平方分米。這些小型生命體，構成了深淵巖石上的“微型花園”。

挑戰舊理論：它們不是化能自養生物

此前有觀點認為，深海極端環境的生物，無法依賴陽光進行光合作用，可能依賴海底滲漏的化學物質來合成能量，即化能自養生物。但該研究通過多方面的證據，有力地支持了這些海洋最深處的優勢生物其實是異養生物，即通過攝取外界有機質獲取能量。

“食譜”證據：研究團隊在優勢物種 Gromia hadalensis 和 Plumetta cernua 的體內，發現了大量來自陸地的松樹花粉顆粒，這些花粉經由風和洋流輸送并沉積到海溝底部。同時，這些生物的膠結質外殼中還含有豐富的礦物顆粒、放射蟲和硅藻骨架，這些都指向它們以沉積物中的有機質為食。

基因證據：宏基因組和宏轉錄組分析顯示，在這些原生生物體內占主導的微生物并非已知的化能合成細菌。相反，它們高表達的基因多與氨基酸轉運、代謝和脂質代謝相關，這是典型的異養生活方式特征。

環境證據：在 98 次深海潛水調查中，研究團隊并未在發現這些原生生物的區域觀測到活躍的冷泉、熱液噴口或典型的化能自養動物群落（例如貽貝、管蟲）。

廣泛分布與生態重要性

研究團隊通過人工智能（AI）識別來自 1030 個采樣點的海底圖像，證實了類似的以有孔蟲為主的固著群落，在大洋洲周邊的多個海溝區域（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體微小，但由于其分布廣泛，研究團隊估算它們的活體生物量碳在全球海溝范圍內可能達到 2300 至 1.4 萬公噸，相當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，它們構成了海溝環境中一個此前未被認識的、重要的碳儲庫和能量熱點。

此外，這些生物群落作為“生態系統工程師”，為更小的微型和小型動物提供了棲息地，成為深淵底棲食物網中關鍵的營養和能量鏈接環節。

深海探索的新篇章

這項研究不僅極大地拓展了我們對地球生命極限的認知，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對于前沿科學發現不可替代的作用。“奮斗者”號的成功探索，讓我們得以窺見萬米深淵之下生命的頑強與奇妙。

這些附著在巖石上的微小生命，正靜靜訴說著地球最深處不為人知的生態故事。它們的存在提醒我們，即使在環境最嚴酷的角落，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中扮演著意想不到的角色。而我們對地球上這片最后邊疆的探索，才剛剛開始。

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

研究團隊駕駛“奮斗者”號載人潛水器，在太平洋西北部最深 9533 米處的海溝底部，發現了能從化學反應中獲得能量的管狀蠕蟲和軟體動物。這些化學能自養生態系統的存在，對長期以來關于深海極端深度下生命潛力以及深海復雜碳循環的假說提出了挑戰，為生命在極端環境中存在的可能性提供了新見解。

論文鏈接：

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

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