中国科学家解锁万米深渊的生命密码 《洋底深渊生物圈》专著问世

近日，由上海海洋大学方家松教授、中科院海洋所孙卫东教授、上海海洋大学于溪教授联合主编的学术专著《The Trench Biosphere at the Bottom of the Ocean: Progress and Challenges》（洋底深渊生物圈：进展与挑战）由全球顶尖学术出版社Elsevier正式出版。

该书是继Jamieson《深渊（探索海洋最深处的奥秘）》、中国科学院《深渊科学：地质、环境与生命新前沿》之后全球深渊科学技术领域的最新权威专著，国际深渊科学权威学者Alan J. Jamieson、Douglas H. Bartlett作序推荐。

全书共18章，由国内深渊科学领域一线科研骨干联合编撰，内容系统性涵盖深渊地质物理化学环境、深渊生物适应机制、人类活动污染影响、深渊生物资源挖掘、深海探测技术、大数据平台建设及未来研究展望等方向，呈现当代深渊生物圈研究前沿进展。

这部400余页的著作是科技部国家重点研发计划“深渊生物学资源勘探、获取和开发的前沿技术体系研究”的标志性成果，是联合国“海洋十年”DOME（Deep Ocean Microbiomes and Ecosystems）大科学计划向全球提交的一份系统性科学答卷，更是中国深渊科学技术团队历时多年、数次远洋航次、多次深渊作业凝结成的“深海探索百科全书”。它的面世进一步提升了人类对地球极端环境下生命系统的认知。

从“捞上来”到“保得住”：中国技术破解深渊采样世界难题

深度超过6000米的深渊海沟曾被视为“生命荒漠”。阻碍人类探索的最大瓶颈不是下潜深度，而是如何将万米海底的生命“原汁原味”地带回实验室。

传统深海采样如同“把珠峰上的登山者瞬间拽到海平面”，压力剧变会导致生物细胞破裂、基因表达紊乱、代谢产物分解，科学家拿到的往往是“失真”样本。该书披露了中国自主研发的全海深保压采样技术体系——沉积物/海水保压采样器、宏生物原位诱捕与保压转运系统、微生物原位过滤固定装置、微生物胞外酶全海深保真酶学测定装置等。这些被科研人员亲切称为“深海时光机”的装备，有效解决了深海保真采样的世界级难题，不可替代地为书中所有突破性生物学发现奠定了基础。

万米之下的生命奇迹：颠覆认知的生存智慧

在超过1000个大气压、黑暗、接近冰点的极端环境中，生命不仅顽强存在，更进化出惊人的适应策略。嗜压微生物合成特殊蛋白稳定结构，以氨基酸代替糖类为碳源，高压环境下生长更旺盛。深渊钩虾体内氧化三甲胺（TMAO）形成抗高压的“分子盾牌”，共生微生物还能助力分解有机质。奇古菌门古菌主导深渊氮循环，新类群暗藏地球早期生命演化线索。该书用6个章节系统揭示了深渊生物的“生存密码”。

沉重的警示：人类污染已抵达地球最深处

科学探索从来不止于发现奇迹，该书用两个章节直面一个令人警醒的事实：人类活动“指纹”已经遍布万米深海。研究团队在马里亚纳海沟、克马德克海沟的钩虾体内检测出高浓度的持久性有机污染物（POPs）和微塑料。甚至在沉积物中发现了丰度不亚于近岸海域的抗生素抗性基因（ARGs）。书中分析指出，这些污染物主要通过“海洋雪”（海洋表层浮游生物的排泄物和尸体）和大型海洋生物的腐尸（如鲸落）等载体，以惊人速度从表层输送到深渊，使海沟成为全球污染物最终的“汇”。

从资源宝库到公共平台：中国科学的全球贡献

深渊不仅是科学探索前沿，更是一座尚未开发的“生物资源金矿”。该书有3个章节介绍了深渊微生物资源挖掘成果：从深渊海沟分离7000余株微生物（涵盖细菌、古菌和真菌），保藏了其中2000余株，从中鉴定出200余种具有新颖结构的天然产物。部分天然产物具有显著的抑菌活性，为新型抗生素和抗肿瘤药物研发提供宝贵的先导化合物。

更具重要意义的是，该书还介绍了HADAL深渊微生物数据库，所有保藏的菌株信息、基因组数据和代谢组数据将严格遵循FAIR（可查找、可访问、可互操作、可重用）原则向全球科学家免费开放。这意味着，无论身处哪个国家，科研人员和学生都可以在线获取这些来自万米海底的珍贵数据，共同推动深海科学的发展。

从跟跑到领跑：DOME开启深海科学新时代

《洋底深渊生物圈：进展与挑战》的出版，只是一个开始。团队将目光投向更宏大的未来——由上海海洋大学牵头、全球27个国家42家科研机构的数百名科学家共同参与的联合国“海洋十年”DOME大科学计划。

DOME旨在用10年时间绘制全球深海微生物组的完整图谱，厘清微生物如何驱动碳、氮等关键元素的生物地球化学循环，评估气候变化对深海生态系统的影响，并开发深海生物资源的可持续利用技术。而《洋底深渊生物圈：进展与挑战》所建立的技术体系、科学方法和数据基础，正是DOME得以顺利实施的基石。

从一管深海泥样，到一本国际权威专著，再到一个引领全球的大科学计划，中国深海科学技术正在完成从“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。这部著作的出版，不仅标志着中国在深渊生物学领域已经跻身世界前列，更展现了中国科学家面向全球、开放合作的胸怀与担当。

探索永无止境。从深海技术装备研发到联合国“海洋十年”大科学计划，中国科学家正在拓展人类对海洋最深处的认知。当我们翻开这本书，看到的不仅是万米海底的生命奇迹，更是中国科学家向着未知不断前行的脚步。

专著信息

- 书名：The Trench Biosphere at the Bottom of the Ocean: Progress and Challenges

- 主编：方家松、孙卫东、于溪

- 出版社：Elsevier

- ISBN：978-0-443-27610-1

- 资助项目：科技部国家重点研发计划“深渊生物学资源勘探、获取和开发的前沿技术体系研究”（2018YFC0310600）

- 参编人员：包天强、曹军伟、陈家旺、丁维、方家松、胡鹏、胡新、黄瑞芳、霍奕安、江会常、李文豪、李亚轩、刘华锋、刘捷、刘麒、芦莹、罗惠芳、罗敏、罗瑞龙、马黎萍、彭青卿、钱方、阮东瑞、商修齐、沈品全、孙卫东、王彪、王芳、王豪、王佳华、王丽、魏玉利、吴瑜、肖婧、肖雨、谢婧倩、徐洪周、许强华、许云平、于溪、袁力赟、张红彩、张锦飞、张利、张伟鹏、张治针、赵敏、周朋（按姓名首字母排序）

- 链接：https://shop.elsevier.com/books/the-trench-biosphere-at-the-bottom-of-the-ocean/fang/978-0-443-27610-1

（撰稿：储炜）