中国科学家乘坐深海潜水器发现了一个未被发现的生态系统

中国科学院深海科学与工程研究所研究团队在俄罗斯与阿拉斯加之间的超深渊海域发现了迄今已知最深的生态系统，该系统完全依靠甲烷等化学物质维持生命，无需阳光参与。这项发表在《自然》杂志上的重大发现不仅揭示了地球最极端环境中生命的顽强适应能力，更重要的是改变了科学界对深海碳循环机制的根本认识，为全球气候变化研究提供了新的视角。

地球化学家杜梦然博士在深海探测器中度过的最后30分钟，偶然发现了这个绵延约2500公里的深海生命奇迹。在海面以下5800至9500米的超深渊带，她观察到了从未在如此深度记录过的蛤类和管虫等"令人惊叹的生物"。这些生物栖息在阳光永远无法到达的黑暗世界中，却构建了一个完整而繁荣的生态系统。

探索俄罗斯和阿拉斯加之间的哈达尔地区的科学家表示，他们发现了已知最深的生态系统，能够在没有阳光的情况下维持生命。CAS深海科学与工程研究所

超深渊带主要由海沟和海槽组成，是地球上最深、最少被探索的环境之一。在这些极端深度下，"生命需要特殊的技巧才能生存和繁衍"，杜梦然解释说。这些技巧的核心在于细菌与宿主动物之间的精妙共生关系：进化出的特殊细菌生活在蛤类和管虫体内，能够将海底裂缝中渗出的甲烷和硫化氢转化为宿主可利用的能量和食物。

甲烷循环的新发现

研究团队分析远征收集的沉积物样本后发现了令人意外的结果：深海沉积物中含有极高浓度的甲烷，而通常情况下深海沉积物中甲烷含量极低。这一发现促使科学家重新审视深海甲烷的来源和循环机制。

研究团队提出了一个革命性的假说：生活在该生态系统中的微生物能够将沉积物中的有机物转化为二氧化碳，进而将二氧化碳转化为甲烷。这种微生物的代谢能力此前并未为科学界所知。随后，寄生在蛤类和管虫体内的细菌利用这些甲烷进行化学合成，为宿主提供生存所需的能量。

更重要的发现是，这些产甲烷微生物正在创造本地的有机分子来源，大型生物如蛤类可以直接利用这些分子获取食物和能量。这颠覆了科学界此前的认知——化学合成群落主要依靠从海洋表面沉降到海底的有机物质，如死亡生物体和漂浮颗粒物质。

成群的管状蠕虫伸出红色触手，触手附近有小软体动物（白点），距离9320米（30580英尺）。CAS深海科学与工程研究所

这一发现表明超深渊海沟在全球碳循环中扮演着比此前认为更加重要的角色。科学家长期以来了解甲烷以压缩流体形式储存在海底构造板块交汇的俯冲带深处，最终通过海沟底部的"冷渗透"释放出来。现在杜梦然团队发现了如此深度的化学合成现象，他们推测超深渊海沟不仅充当甲烷储库，同时也是甲烷循环中心。

全球气候变化的新视角

这项研究对理解全球气候变化具有重要意义。甲烷和二氧化碳都是导致大气层温室效应的主要气体，而新发现的深海碳循环机制表明"大量碳留存在沉积物中，并被微生物循环利用"。科学家最近估算，超深渊带沉积物能够封存的有机碳可能比周围海底多达70倍。这些所谓的"碳汇"对地球气候系统至关重要。

虽然化学合成群落本身对科学界并不陌生，但此次发现的规模和深度令研究人员印象深刻。美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的深海生态学家约翰娜·韦斯顿表示，在全球生物多样性大规模丧失的时代，这一发现突出了能够承受深海高压环境的新技术在记录未发现生物方面的重要性。

韦斯顿指出，尽管超深渊海沟地理位置偏远，但它们并非完全孤立。她的团队在马里亚纳海沟发现的新物种Eurythenes plasticus就因其消化道中检测到微塑料纤维而得名。在波多黎各附近，韦斯顿新发现的等足类动物专门以马尾藻为食，这种丰富的大西洋海藻能在短短40小时内沉降到海底。"深海与海面发生的事情密切相关，"她说。

科学家在哈达尔海沟中观察到以前未知的物种，包括蛤蜊。CAS深海科学与工程研究所

未来研究的广阔前景

深海生态系统研究仅有几十年历史，新发现的技术正在不断改进。杜梦然强调，不同国家和科学学科之间的合作对未来研究至关重要。由联合国教科文组织和中国科学院共同领导的全球超深渊探索计划，正致力于创建多国深海科学家网络。

这一发现开启了深海生物学研究的新篇章。研究团队希望通过深入研究这些物种如何适应极端深度，进一步了解超深渊海沟生态系统。"尽管我们将超深渊海沟视为极端环境，最不适宜居住的环境，但化学合成生物能够在那里快乐地生活，"杜梦然说。

随着深海探测技术的不断进步和国际合作的加强，科学家有望发现更多隐藏在地球最深处的生命奇迹，为人类认识生命极限和地球系统运行机制提供更多宝贵信息。