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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學院辦院方針

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【中國青年報】突破深海7000米“地獄禁區(qū)”的獅子魚

2019-04-22 中國青年報趙媛媛孫海華

【字體：大中小】

語音播報

　　或許你并不了解：從廣闊無邊的海平面向下、向下、再向下……那片深度達6000米以下的深海水域，有著一個令人心悸的名稱——“海斗深淵”。這里終年無光、溫度低寒、缺乏氧氣、食物資源匱乏，有著巨大的海水壓力，化學環(huán)境也非常獨特，對于常規(guī)生命來說，這里是地獄一般的禁區(qū)。

　　然而，大自然的神奇依然在這里顯現(xiàn)出它的無處不在——事實上，在這樣的“地獄禁區(qū)”，研究人員仍然發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種物種，獅子魚就是其中最有代表性的一種。在這片特殊的深海水域，它有著“高高在上”的地位，處于超深淵食物鏈的頂端，可承受700千克力/平方厘米的壓力。

　　4月15日，一項具有代表性意義的研究成果面世，就與這一神奇物種相關(guān)——西北工業(yè)大學與中國科學院攜手，對生活在馬里亞納海溝7000米以下的獅子魚開展了多方面的研究，研究成果令人振奮。

　　科學家們發(fā)現(xiàn)：在不到2000萬年的時間里，為適應超深淵環(huán)境，獅子魚產(chǎn)生了奇妙的形態(tài)變化。它們在皮膚、骨骼和細胞等方面經(jīng)歷了脫胎換骨的演變，以承受深海環(huán)境的巨大壓力和其他挑戰(zhàn)。在大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，研究人員還揭示出適應超深淵的遺傳基礎(chǔ)，并由之解析了脊椎動物適應深海極端環(huán)境的機制。

　　“這些成果的取得，標志著我國深海工程與科學研究取得重要進展?！睋?jù)課題組成員介紹，這一研究中涉及的超深淵獅子魚樣本，是在2016年年底和2017年年初，由我國科學考察船“探索一號”通過“天涯”和“海角”號深淵著陸器，從馬里亞納海溝約7000米深的多個地點捕捉到的。

　　這一研究成果，被最新在線發(fā)表于英國自然雜志子刊《Nature Ecology & Evolution》（《自然-生態(tài)與演化》），題為“Morphology and genome of a snailfish from the Mariana Trench provide insights into deep-sea adaptation”（《馬里亞納海溝獅子魚的形態(tài)與基因組解析及其深海適應機制》）。西工大生態(tài)與環(huán)境保護研究中心青年教師王堃為第一作者，中國科學院深海科學與工程研究所和水生生物所何舜平研究員與西工大生態(tài)與環(huán)境保護研究中心邱強、王文教授為論文共同通訊作者。

　　“在海洋底部，陽光無法進入，這里的能量來源通常只有兩種。”王堃告訴記者：一種，是地殼運動帶來的能量，它們會形成熱液冷泉區(qū)；另一種，則是海洋上層的生物死亡以后飄落的遺體，凄美壯麗的“鯨落”即屬此類。

　　通過對一尾超深淵獅子魚的解剖，研究人員發(fā)現(xiàn)：其胃部有近100個完整的甲殼類生物。“這可能意味著，它們需要像駱駝一樣長久地儲存食物，從而更好地應對食物匱乏的外界環(huán)境?！辈粌H如此，超深淵獅子魚的生育周期也大大延長，以使其更好地在惡劣的環(huán)境下生存繁衍。

　　在環(huán)境的作用下，物種的演變常常令人驚嘆：由于長期生存于黑暗的海底，超深淵獅子魚的皮膚色素和視覺相關(guān)基因發(fā)生了大量丟失，這使得它看起來通體透明，而且視覺缺失，對可見光不再有反應。

　　“高壓環(huán)境對普通的骨骼也是致命的?！蓖鯃艺f，超深淵獅子魚中一個與骨骼鈣化相關(guān)的基因——骨鈣蛋白被截短了，而骨鈣蛋白調(diào)控骨骼鈣化和發(fā)育，“這可能使得它的骨骼變得非常薄，而且具有彎曲能力，頭骨變的不再完整?！?/p>

　　研究人員還發(fā)現(xiàn)，不飽和脂肪酸合成的相關(guān)基因在深海魚中出現(xiàn)了擴張，這使得在高壓和低溫下，此類生物能夠保證它們的細胞膜流動性。

　　此外，與蛋白質(zhì)穩(wěn)定性相關(guān)的基因也發(fā)生了特異性改變，以防止蛋白質(zhì)在高壓下出現(xiàn)錯誤的折疊?！斑@些從內(nèi)到外的改變，共同保證了超深淵獅子魚能夠以肉體之軀，承受海洋底部的極端壓力”。

　　海洋是地球生命的起源地，更蘊藏著無窮的生物演化可能性。在王堃看來：深海獅子魚基因組的解析，有助于闡明物種對于深海極端環(huán)境所做出的演化適應，為進一步的深海探索提供了線索。

　　“目前，科研團隊在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，通過獲取其他深海生物樣本，正在對深海生態(tài)圈的生物演化過程進行進一步探索。”王堃透露：還將與學校其他單位進行合作與交叉，從仿生學角度開發(fā)耐高壓和生物自發(fā)光材料。

　?。ㄔd于《中國青年報》 2019-04-22 08版）

　　或許你并不了解：從廣闊無邊的海平面向下、向下、再向下……那片深度達6000米以下的深海水域，有著一個令人心悸的名稱——“海斗深淵”。這里終年無光、溫度低寒、缺乏氧氣、食物資源匱乏，有著巨大的海水壓力，化學環(huán)境也非常獨特，對于常規(guī)生命來說，這里是地獄一般的禁區(qū)。
　　然而，大自然的神奇依然在這里顯現(xiàn)出它的無處不在——事實上，在這樣的“地獄禁區(qū)”，研究人員仍然發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種物種，獅子魚就是其中最有代表性的一種。在這片特殊的深海水域，它有著“高高在上”的地位，處于超深淵食物鏈的頂端，可承受700千克力/平方厘米的壓力。
　　4月15日，一項具有代表性意義的研究成果面世，就與這一神奇物種相關(guān)——西北工業(yè)大學與中國科學院攜手，對生活在馬里亞納海溝7000米以下的獅子魚開展了多方面的研究，研究成果令人振奮。
　　科學家們發(fā)現(xiàn)：在不到2000萬年的時間里，為適應超深淵環(huán)境，獅子魚產(chǎn)生了奇妙的形態(tài)變化。它們在皮膚、骨骼和細胞等方面經(jīng)歷了脫胎換骨的演變，以承受深海環(huán)境的巨大壓力和其他挑戰(zhàn)。在大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，研究人員還揭示出適應超深淵的遺傳基礎(chǔ)，并由之解析了脊椎動物適應深海極端環(huán)境的機制。
　　“這些成果的取得，標志著我國深海工程與科學研究取得重要進展?！睋?jù)課題組成員介紹，這一研究中涉及的超深淵獅子魚樣本，是在2016年年底和2017年年初，由我國科學考察船“探索一號”通過“天涯”和“海角”號深淵著陸器，從馬里亞納海溝約7000米深的多個地點捕捉到的。
　　這一研究成果，被最新在線發(fā)表于英國自然雜志子刊《Nature Ecology & Evolution》（《自然-生態(tài)與演化》），題為“Morphology and genome of a snailfish from the Mariana Trench provide insights into deep-sea adaptation”（《馬里亞納海溝獅子魚的形態(tài)與基因組解析及其深海適應機制》）。西工大生態(tài)與環(huán)境保護研究中心青年教師王堃為第一作者，中國科學院深?？茖W與工程研究所和水生生物所何舜平研究員與西工大生態(tài)與環(huán)境保護研究中心邱強、王文教授為論文共同通訊作者。
　　“在海洋底部，陽光無法進入，這里的能量來源通常只有兩種?！蓖鯃腋嬖V記者：一種，是地殼運動帶來的能量，它們會形成熱液冷泉區(qū)；另一種，則是海洋上層的生物死亡以后飄落的遺體，凄美壯麗的“鯨落”即屬此類。
　　通過對一尾超深淵獅子魚的解剖，研究人員發(fā)現(xiàn)：其胃部有近100個完整的甲殼類生物?！斑@可能意味著，它們需要像駱駝一樣長久地儲存食物，從而更好地應對食物匱乏的外界環(huán)境?！辈粌H如此，超深淵獅子魚的生育周期也大大延長，以使其更好地在惡劣的環(huán)境下生存繁衍。
　　在環(huán)境的作用下，物種的演變常常令人驚嘆：由于長期生存于黑暗的海底，超深淵獅子魚的皮膚色素和視覺相關(guān)基因發(fā)生了大量丟失，這使得它看起來通體透明，而且視覺缺失，對可見光不再有反應。
　　“高壓環(huán)境對普通的骨骼也是致命的?！蓖鯃艺f，超深淵獅子魚中一個與骨骼鈣化相關(guān)的基因——骨鈣蛋白被截短了，而骨鈣蛋白調(diào)控骨骼鈣化和發(fā)育，“這可能使得它的骨骼變得非常薄，而且具有彎曲能力，頭骨變的不再完整?！?br/>　　研究人員還發(fā)現(xiàn)，不飽和脂肪酸合成的相關(guān)基因在深海魚中出現(xiàn)了擴張，這使得在高壓和低溫下，此類生物能夠保證它們的細胞膜流動性。
　　此外，與蛋白質(zhì)穩(wěn)定性相關(guān)的基因也發(fā)生了特異性改變，以防止蛋白質(zhì)在高壓下出現(xiàn)錯誤的折疊?！斑@些從內(nèi)到外的改變，共同保證了超深淵獅子魚能夠以肉體之軀，承受海洋底部的極端壓力”。
　　海洋是地球生命的起源地，更蘊藏著無窮的生物演化可能性。在王堃看來：深海獅子魚基因組的解析，有助于闡明物種對于深海極端環(huán)境所做出的演化適應，為進一步的深海探索提供了線索。
　　“目前，科研團隊在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，通過獲取其他深海生物樣本，正在對深海生態(tài)圈的生物演化過程進行進一步探索。”王堃透露：還將與學校其他單位進行合作與交叉，從仿生學角度開發(fā)耐高壓和生物自發(fā)光材料。
　　（原載于《中國青年報》 2019-04-22 08版）

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