勇往直“潜”万米海底，中国科学家看到了什么？

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徐讯是华大生命科学研究院院长，对海洋并不陌生。他2007年到深圳盐田区工作，办公室距离海边极近，华大时空中心2023年启用后，站在9楼的办公室能看到海景。不过，水深超过6000米的深渊，让人好奇，却难以抵达。若能有机会探索万米深渊，将如同乘坐飞船前往火星一般机会难得。

他小时候读过儒勒·凡尔纳的《海底两万里》，书中故事设定于1866年，潜艇“鹦鹉螺”号长达70米，宽8米，形似雪茄，动力源自海底煤矿燃烧产生的能量，内置博物馆与图书馆，载着主人公自太平洋启程，饱览海底奇观。

马里亚纳海沟是“鹦鹉螺”号也未曾抵达的终极深渊，其最深处名为“挑战者深渊”，如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底，再叠上世界最高的建筑哈利法塔‌，也不会露出水面。

2020年之前，全世界只有9人曾到达过海洋最深点马里亚纳海沟底部，能成功下潜万米以上深度且重复使用的潜水器，全球寥寥无几。美国导演杰姆斯·卡梅隆是9人之一，他2012年驾驶单人潜水器“深海挑战者”号下潜至“挑战者深渊”底部，下潜深度达10898米，成为1960年以来再次抵达地球最深处的人。

在纪录片《深海挑战》最后，他说：“每个探险家都有一个共同点，他们知道冒险是值得的，因为他们扩大了知识的范围。人类不应该失去那种动力，无论是对海洋、太空，上火星，到外行星，到冰冷的卫星，不管是什么，我们都必须保持热情不坠。”

2021年，徐讯等科考人员乘坐搭载“奋斗者”号的科考母船“探索一号”，从三亚出发，南下到马里亚纳海沟附近，详尽地分析合适的下潜点后，再搭乘“奋斗者”号下潜科考，全程经过至少5次台风的冲击。

这是“奋斗者”号2020年底海试成功之后第一次进行正式的深海科考，也是全球第一次能够在马里亚纳海沟的万米深渊进行大规模样本采集的科考活动。

“奋斗者”号。

“奋斗者”号。

10多米长的“奋斗者”号像一条大头鱼，“体重”36吨，“头顶”被设计成橘色，便于上浮到水面时被“母船”快速发现，“肚皮”呈绿色是因为绿光在海水中衰减较小，便于在深海中对其进行观测，鸭蛋形“脸庞”则旨在减少阻力。

“奋斗者”号有3个观察窗，每个直径都是12厘米。它们虽然很小，但特别“抗压”，待“奋斗者”号下潜到一万米处，水压超过1100个标准大气压，相当于20头大象站在手掌心，锥形的窗户会被压薄、后退。

真正下潜那天，“奋斗者”号上有徐讯和两位潜航员，主驾坐在中间，左边是副驾，负责辅助主驾、观察环境和操作机械臂等电气设备。徐讯坐在右边，要做大量的观察，需要采样时就跟主驾和副驾沟通。

起初，徐讯透过观察窗，尚能目睹鱼群穿梭。随着深度增加至200米左右，光线消失，生物数量急剧减少，窗外景象愈发荒凉，唯有偶尔一闪而过的微光，提醒着他生命的存在。

下潜到近6000米时，徐讯记得舱内的温度计显示海水温度已低至2~4℃，在这一深度，探照灯的光下也看不到任何生物。

8000米到1万米的深渊，能看到什么？这个深度完全没有光，不可能有光合作用，海表面的有机质落到1000米左右已基本降解完，不可能有有机物。到了海底，会不会只有一堆岩石？

让徐讯激动的是，当“奋斗者”号下潜到9000米至1万米左右，到达深渊底部时，探照灯一打开，外面的生态简直是欣欣向荣。

这时，虽然有观察窗，但人已很难通过肉眼看清楚所有东西，更依赖摄像头和相机去看外面的景象。他们看到岩石表面覆盖了大量沉积物，就像在西藏看到的雪山。探照灯全部打出去，海底表层有很多生物活动的痕迹，一节节像火柴棍一样的物质像是画出的圈，还有透明的深海海星、深海海参，基本每一平方米都有透明的海参，样子非常可爱。

“挑战者深渊”的生物及其留下的痕迹。

“挑战者深渊”的生物及其留下的痕迹。

深海作业。

深海作业。

徐讯和潜航员们用机械臂操作采样装置，把从海上带来的臭鱼扔出去，几分钟后，就看到密密麻麻的钩虾游过来，足足有几百只，数量远超想象。

为什么万米深渊的生物活动比4000米的海洋底部更活跃？为什么万米深渊的很多生物都是透明的？它们到底依赖什么生存？海参还能拉屎，说明它有很多食物，它到底吃什么？

在船上，科学家们讨论的最终极问题是：生命的极限到底在哪？如果在没有太阳、极大压力的情况下，都能有大量生命，是不是意味着外星生命也有可能？

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2021年10月至12月，徐讯和其他科学家团队在马里亚纳、雅浦海沟等6000～11000米海底深渊区域53天内完成21次下潜，其中6次下潜超过万米，以“连轴转”的方式采取到了大量深渊生物样本。17名科技人员首次参加“奋斗者号”下潜，其中有5名女科学家。

每一次下潜，科学家都必须了解下潜本身的风险，签下同意下潜的声明。一些科学家下潜前写了遗书，研究深海生命多年的上海交通大学副研究员赵维殳没有写。

她跟引领自己开展深海研究的肖湘教授讨论过：“万一哪天葬身深海了，是什么感觉？”肖湘说：“类似于‘国君死社稷’，是科学家这辈子最好的归宿。”

为什么一定要冒着风险下潜到万米深渊开展研究？去过珠峰登山大本营、南海冷泉、青藏高原热泉等科考一线的赵维殳说，只有自己处在那种环境，你才会对这个地方的生命有更深刻的认识，后来的科学发现有时也会来自现场的灵感。

跟徐讯等人白天下潜不同，赵维殳是在半夜下潜，第二天凌晨返回。下潜时，海洋表层是黑暗的，往下走，却能看到非常多的荧光生物在窗外游动，非常漂亮。

“你当时就知道，海洋生命不是杂志上的照片，不是课本上的文字，它是活生生存在的。当我们坐底的时候，潜器的探照灯‘啪’一下打开，黑暗的海洋一下被点亮，你就看到那种极其深邃的、神秘的、幽暗的蓝色在远处。”那一刻，赵维殳被深深触动，泪水瞬时流下。

华大集团海洋领域科学家刘姗姗比徐讯晚9天下潜，尽管之前试潜过南海的深海，但下潜到马里亚纳海沟，她的震惊仍难以用语言形容。

“当你看到了一些你原来不可能看到的东西，或是做了你原来连想都不敢想的事情的那一刻，全世界都是闪亮的。”刘姗姗说，身临其境才是科学探索最可靠、最能产生新思想的途径。真正进入到这个原以为是“生命荒漠”的地方，亲眼看到眼花缭乱的生物群落以及富饶的生命，更加迸发出深海的热爱，对这个领域的使命油然放到自己身上。

在她看来，深海的生物有着各种各样的特殊功能，有的能适应高压，有的能在还原缺氧环境下繁盛，有的惊人的长寿，提供这些特殊功能的基因都是无价之宝。海底不仅是一场生命的盛宴，也是一位慷慨的主人，任何一个研究地球的科学家在这里都能找到自己感兴趣的东西。

刘姗姗在马里亚纳海沟下潜到8867.4米后，与珠穆朗玛峰的高度8848.86米接近。用她的话说，相当于倒着爬了一次珠穆朗玛峰。

汪建在科考母船“探索一号”上，与“奋斗者”号上的肖湘连线。图源：央视新闻。

汪建在科考母船“探索一号”上，与“奋斗者”号上的肖湘连线。图源：央视新闻。

华大集团董事长、联合创始人汪建跟他们同一航次下潜，下潜深度10900.8米，成为中国首位完成地球南、北极区考察，登顶世界最高峰珠穆朗玛峰，以及下潜至全球海域最深处开展万米科考的科学家，也是全球实现这一纪录的最高龄人士。

3年后，70岁的汪建第二次登顶珠穆朗玛峰，刷新了中国登顶珠峰最年长纪录。

“我们到最高的地方待一待，在最低的地方看一看，每一次都有新的发现，都有新的启发和新的创造，这太有意思了，太有未来前景了。”汪建在探索深海后惊奇地发现，深海之下竟能支撑起一个完整的生态系统。他设想，若能将这一系统与依赖太阳能的生态系统相结合，开创出前所未有的两大生态系统并存的新局面，这两个能源系统如果拿一部分出来转化成未来农业系统，是不是大有可为？

2021年10月31日，汪建下潜到马里亚纳海沟10900米处。

2021年10月31日，汪建下潜到马里亚纳海沟10900米处。

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依托先进的“奋斗者”号，科考队员不仅看到了成簇的微生物，甚至还有海星、海参、鱼类、钩虾等宏生物的存在，还能在深渊现场选择特征区域采样，“眼见为实”的采样方式，使样品数量和质量实现了质的飞跃。

科学家们多次深入深渊海底探索，系统采集了2000多份深渊沉积物、深海鱼类及深渊钩虾样本。但这只是“深海采样-基因测序-数据分析-实验室验证”全链条科研模式的第一环。

采样后，船上、岸上的科研人员要分头处理极其珍贵的生物样本，将样本进行基因组的测序和数字化，然后通过科研论文，将神秘的深渊生态带给世人。

以前的一些科考中，科学家采的样本往往用于所在团队做科研，但这次到万米深渊采样的机会太宝贵，参与的科学家们一致认为这些珍贵的样本是人类共同的财产，给全球的科学家提供了非常好的机会了解生命的起源、边界，以及生命在极端环境下的适应性等。

这些样本不仅反映了特定时期的深海生态，也是人类对深海影响的历史记录。肖湘曾说：“这是2021年10月到12月，人类对马里亚纳海沟底部影响情况的一个描述。未来，我们不知道什么时候才会再去。过了100年甚至1000年，有人再去采样拿到样本，再看到的海沟情况就可以跟我们现在的数据对比，就知道人类活动又影响了什么。”

在万米深渊的“奋斗者”号上，肖湘与科考母船上的科学家们连线，共同发起了“马里亚纳共识”倡议，决定建立深海科考标准化平台体系，实现深海科考样本和数据的长期保存与共享，支撑深海国际大科学合作。

科学家们在船上做了决定，通过卫星电话给岸上的团队发了指示。

时间紧迫。华大生命科学研究院实验研发高级工程师韩默说：“以深渊微生物研究为例，我们要在船带着深渊样本回到港口之前，明确样本保存、处理、分析等流程。我们这些在岸上的来自不同研究单位的研究者也是‘临危受命’，一起参与到了这个大项目中来。”好在原有设备平台完善，研究团队加班加点，总算在船到港前顺利完成。

要获得更多有价值的数据，离不开每一个环节的努力。

深海微生物一旦离开高压环境，很容易在上浮过程中死亡。即便使用保压容器，依然存在很多风险。刘姗姗说，为了保证样本质量，下潜的科学家回到科考船后第一时间就要对深海样本进行处理，每次处理样本至少需要连续工作三四个小时。这要求研究人员不仅要具备长时间精细操作的能力，还需拥有敏锐的生物组织识别能力，这无疑是对他们技术和毅力的双重考验。

华大生命科学研究院生物技术副研究员孟亮曾三次潜入深海。据他介绍，科学家们之所以一回到科考船上就要马不停蹄地进行检测或处理，是因为这些样本会因周围环境的理化性质发生剧变而迅速死亡。比如深渊钩虾来到海面后，虽然外表看起来没有发生明显变化，但它们的细胞极有可能已经破裂，生物大分子开始降解，若不及时处理就很难进行后续分析。

图为深渊钩虾。稍大一些的深渊钩虾具备庞大且重复的基因组，是人类基因组（3.2 GB）的4倍多，刷新了端足目的基因组纪录。

图为深渊钩虾。稍大一些的深渊钩虾具备庞大且重复的基因组，是人类基因组（3.2 GB）的4倍多，刷新了端足目的基因组纪录。

科考船到港后，这些样本第一时间被小心地运往各合作单位的实验室处理。华大集团位于深圳的实验室承担了绝大部分的基因测序任务，机械臂和实验室自动化设备组成了一条流水线，两名实验技术人员每天可以对近200个样本进行DNA提取和纯化。更大的挑战在于，深海样本DNA含量低、碎片化程度高。

韩默说，常规仪器连检测信号都抓不到，但华大团队做到了从0.1纳克(1纳克等于百万分之一克) DNA中还原微生物群落。团队为此开发了专用试剂配方，并进一步改进了实验流程，目的就是尽可能高质量、高效地去做号宝贵样本的检测分析。

不少科研人员都梦想着能到亲身到马里亚纳海沟科考。韩默说，参与“Meer计划”的科研很辛苦，有时候加班做分析、讨论结果太累了，会和同事们畅想一下未来，想着等项目完成后说不定自己也能有机会出海下潜、身临其境地感受大自然的神奇，然后就会感觉精神放松了不少。

《细胞》杂志封面。

《细胞》杂志封面。

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3月初，《细胞》以封面专辑形式发表中国科学家团队4篇重磅论文——1篇旗舰文章勾勒项目全貌，3篇研究论文分别聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物（钩虾）和脊椎动物（鱼类）。

杂志封面是一只既像水母又像迷你版UFO的透明深渊生物，是肖湘用手机拍摄的奇特海底世界。

这是人类首次系统性地研究深渊生命，该成果揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能，拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。

深海生物。

深海生物。

该研究构建了迄今最完整的深海原核微生物基因数据集，并鉴定出7564个物种水平的代表性基因组，其中89.4%为尚未被报道的新物种，其多样性与全球已知海洋微生物总量相当。

通过基因测序与分析，研究者们发现了7000多种可能是新物种的深渊微生物，它们通过不同的基因策略共同在海底形成了一个繁荣的“社会”。稍大一些的深渊钩虾具备庞大且重复的基因组，是人类基因组（3.2 GB）的4倍多，刷新了端足目的基因组纪录。更大的鱼类为了适应深海，演化出多种抗压的基因策略。

研究者们发现，深渊微生物通过“精简型”和“多能型”两种适应策略，在深渊高压、低温、寡营养环境中异常繁盛，支撑了深渊生态系统的繁荣。

他们还发现，深渊下的动物多是软体动物，它们的策略不是用硬壳来抵御高压，而是通过调节自我让身体内外压力达到一致。

这些成果像画了一幅深渊版《清明上河图》，虽未形成具象的长画卷，却为人类展开了深渊生命的全景生态。

深海鱼。

深海鱼。

从发表的研究成果可以看到，虽然“Meer计划”主要由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等单位参与，科考船上科学家只有20多位，但发表的论文上，每个样品来源的科学家名字都写上了，作者数量最多的一篇论文上有61个名字。

肖湘说：“因为这次科考是中国科学家挑战人类极限的一次壮举。每一位下潜科学家的名字都应该列入其上。”

这次的深渊科考中，来自多个单位的科研人员平均年龄不足40岁。徐讯说，我们以“目标导向、跨单位协同”的高效模式打破传统科研组织边界，用工程化的方式集中所有样本、数据到一起，展现了创新平台集中力量攻关重大科学问题的优势，为探索有组织的科研发展模式提供了深海科研领域的“中国模式”。

遥远的马里亚纳海沟产生的科研成果，与普通人的生活间可能产生什么联接？肖湘认为，常规环境下，生命的很多本质被掩盖，极端环境的好处是展示出生命的本质，帮助人们了解生命的一些过程。另外，开源的数据如何挖掘，如何利用AI等技术帮助人们了解生命的起源、演化等问题，是科学家们未来工作的努力目标。

“DeepSeek最大的影响力在于开源，它是open source（开源），我们做的事情是open resource（开放资源），把生命的底层数据向全球科学界进行开源。”徐讯说，科学界可以用这些开放的数据进行研究和分析，意义重大。

采写：南方+记者 马芳

图片：华大集团（除署名外）