没有枝条，没有叶脉，像铁杆一样。在这像温带树林一般高大的不同灌木中间，遍地生长着带有生动花朵的各色珊瑚……100多年前，“科学幻想小说之父”儒勒·凡尔纳描绘的那个曼妙海底，随着人类探海活动日益深入开展，正逐步揭开神秘的面纱——

这个波澜壮阔的陌生世界，对我们究竟意味着什么？只有探索才知道答案。走，一起探寻那些大洋深处的“精灵”——深海生物。

“地球最后的秘境”

在生存环境恶劣的深海，不但生长着众多海底生物，而且种种迹象暗示：海底热液口可能是地球早期生命起源与演化的重要场所

高压、幽暗、寒冷，过去人们有种误区：“地球最后的秘境——大洋深处是一片生命的禁区”。

判断并非毫无来由。海洋占据了地球表面的七成，平均深度约3800米，由于阳光和暖流只停留在海水表层，大洋深处不仅漆黑一片，而且压力“山大”。有多大？海水深度每增加10米，水中物体所承受的海水压力就会增加一个大气压。这是什么概念？有人测算，如果下潜到40米，此时的水压接近4个大气压，相当于400多个成年人压在身上。水深几千米，其下生物承受的压力可想而知。

环境虽然恶劣，一次次深海之旅却打破了人们对生命极限的认知。“密密麻麻的盲虾缠绕在高耸的‘烟囱’周围。”中国大洋科考第43航次第3航段首席科学家助理吕士辉，多年前曾邂逅过一座“海底花园”，那里不仅是盲虾的“天堂”，还有无数奇形怪状叫不上名来的生物。

吕士辉遇见的是栖息于深海热液口的生物群落。相对于其它深海环境，那里生物多样性丰富，栖息着不同种类的无脊椎动物，如各种管状蠕虫、贻贝、盲虾、螺等，是海底的“生命绿洲”。

这仅是冰山一角。“随着深海探测不断深入，人类逐渐认识到深海蕴藏着繁茂的生物群体，但迄今为止，人类已经探索过的海洋仅占总量的5%。”国家海洋局副局长孙书贤说，目前人类认识的深海生物种类，可能还不到真正存在的一半，而它们主要的活动地点是深海大洋。

因此，对深海大洋的进一步探索，不仅可以满足人类对未知世界的好奇，或许还能由此揭开地球生命起源之谜。在深海热液区、深渊、海山、冷泉这些静寂的环境和深海水体里，生活着大量微生物。目前，人类已发现的“古老”微生物就来源于海底热液口。这些微生物类群一般为高温厌氧嗜酸菌，例如分离自热液口的极端嗜热古菌，可以在121℃高温下生长，这也是目前最高的生物生长温度。

“高温、厌氧、酸性，这些特性与地球的早期环境和热液口环境暗合。到目前为止，人类所发现的嗜热化能自养微生物，在生物演化历史上最接近‘最后的共同祖先’。这都暗示海底热液口可能是地球早期生命起源与演化的重要场所。”国家海洋局第三海洋研究所研究员邵宗泽说。

深海微生物的魅力

特殊的环境条件赋予了深海微生物独特的机制，这些宝贵微生物基因资源可能会对人类产生极大影响

当然，除了研究价值，深海微生物还具有另外一个重要用途——潜在的应用。

“热液喷口区的生物在高压、剧变的温度梯度和高浓度的有毒物质包围下，形成了极为独特的生物结构、代谢机制，体内产生了特殊的生物活性物质，例如嗜碱、嗜热、嗜冷、抗毒的各种极端酶。”在孙书贤看来，特殊的环境条件赋予了这些微生物独特的机制，这些宝贵的微生物基因资源可能会对人类的生产、生活产生极大影响。

以海洋中数量最多的生物类群——病毒为例。据估算，1毫升海水中平均含有107个病毒粒子，它们是海洋原核生物（细菌、古菌等）数量的10倍之巨。这些海洋病毒大部分为感染细菌和古菌的病毒（噬菌体），小部分为真核生物病毒，它们能通过影响食物链和碳循环，对海洋乃至地球生态造成重要影响；此外，与宿主相互作用后，它们有可能产生独特的代谢物，为新药开发提供潜在的来源。

“研究表明，特殊环境里成长起来的深海微生物能产生一些新结构化合物，具有新活性，从而具有新的药用价值。”邵宗泽介绍，通过对来源于深海微生物的天然产物馏分库及新化合物活性筛选，科研人员已分离鉴定了50个具有抗肿瘤、抗衰老、抗氧化或抗菌、抗病毒等活性的小分子化合物。其中，深海微生物抗超级耐药性细菌MRSA与流感病毒H1N1的新结构化合物已获得发明专利，并将进入成药性评价。

不仅“制药”，这些深海微生物还可以“吃油”和“吃硫”，对环保事业大有裨益。在石油污染环境修复技术中，微生物修复法成本低，对环境影响小，利于改善生态环境。通过对海洋微生物进行富集、初筛、复筛，科研人员最终筛选出的石油高效降解菌株，能有效治理石油污染。相比普通微生物，海底热液区的“吃硫”微生物更耐受高温和高压等条件，因此脱硫、除臭、富集重金属效果更好。

此外，深海微生物还能促进农业增产。用它们制造的生物农药能够抗植物病原真菌，与其它农药相比，无残留、不破坏生态，在茶叶等种植领域取得了明显成效。利用深海微生物酶解法制备的海藻寡糖，分子量小、水溶性好、易吸收，开发出的多款海藻寡糖产品包括果蔬保鲜剂、生物肥料等，已在全国多地测试，提升了作物产量。

“这些都是深海微生物的魅力所在，也是吸引世界各国科学家争相‘深潜’的一个重要原因。”邵宗泽说。

走向深海舞台中央

多年来，我国深海探索能力大幅提升，深海生物资源探测与保藏取得显著成效，在国际相关研究领域的影响力与话语权发生巨大改变

向深海挺进。上世纪90年代末，中国大洋协会率先在我国部署大洋生物资源勘探工作，重点开展了深海生物多样性研究、深海基因资源获取与深海生物资源潜力评估，在深海生物勘探、深海微生物资源库规范化建设等方面取得了阶段性成果——

近15年来，中国科研人员从太平洋、印度洋和大西洋三大洋中采集了大量水体、沉积物、锰结核样品等，分离了近1万株微生物，建立了第一个深海菌种库。其中囊括了多种菌种，包括高温、低温、抗重金属等深海极端微生物，以及在药物筛选、环境保护、工业、农业等领域中具有重要应用潜力的深海细菌、放线菌、真菌、古菌等，菌种来源生境多样，涵盖全球各个大洋。

科研人员还完成了4000多株微生物资源在海洋药物、生物农药、环境保护、生物技术等方面的潜力评估，申请国际国内发明专利200多项。其中，多项研究成果已经完成应用示范，并同国内企业实现了产业化对接，部分实现了产业化应用。

此外，我国还初步构建了深海微生物基因库，完成了近300株海洋微生物的基因组测序，为深海基因资源共享打下良好基础；同时，建立了抗菌、抗附着、抗肿瘤活性物质的高通量筛选，构建了中国首个深海微生物代谢物库与信息库，还建立了化合物信息指纹图谱库……

“目前，我们的海洋调查船增加至近40艘，载人潜器蛟龙号已成功下潜150多次。我国已逐步形成以‘蛟龙号’‘海龙号’‘潜龙号’这‘三龙’为代表的深海装备体系。”孙书贤介绍，载人潜水器“蛟龙号”的应用，显著提高了精确获取生物样品的可能性和准确性，而深海生物实验室研究平台的完善，为我国海洋生物科学研究提供了有力支撑。

“经过10几年的大洋调查，深海生物资源探测与保藏取得显著成效，彻底改变了我国在国际海底基因资源研发领域的状况。”中国大洋矿产资源研究开发协会秘书长兼办公室主任刘峰表示，中国正在走向深海舞台的中央，我们要抓住机遇，加强对深海生物资源的开发利用，加深我国对深海生物资源独特生命现象的认知水平，这将有助于提升我国在国际海底生物资源研究领域的影响力与重要决策中的话语权。