新聞—科學(xué)網(wǎng)
news.sciencenet.cn 2026/5/20 13:35
萬米深淵發(fā)現(xiàn)“石茸”：被忽視的深海碳“熱點”
在國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等項目資助下，中國科學(xué)院深�？茖W(xué)與工程研究所（以下簡稱深海所）主導(dǎo)實施的“全球深淵探索計劃”，在環(huán)大洋洲周邊的七個深淵區(qū)域，發(fā)現(xiàn)了以原生生物占優(yōu)勢的硬基底動物區(qū)系。5月14日，相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)》。
海洋最深的硬基底動物區(qū)系優(yōu)勢種（A-C.克馬德克海溝原位照片，示膠結(jié)性有孔蟲新科——羽狀石茸科Plumettidae fam. nov.；D.馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵原位照片，形似羽狀石茸的未知有孔蟲類；E，F(xiàn).克馬德克海溝樣品實驗室照片，E.深淵網(wǎng)足蟲新種
Gromia hadalensis
sp. nov.，F(xiàn).奮斗者號苔蘚動物新種
Pierrella fendouzhei
sp. nov.。比例尺，A，B，F(xiàn)，3 cm; C，D，10 cm；E，3 mm）。研究團隊供圖
深淵專指水深約6000-11000米的海溝區(qū)域。在深淵海溝溝壁、斷裂帶及俯沖海山，存在廣泛發(fā)育的硬質(zhì)基底環(huán)境。由于深淵巖石采集難度極高，科學(xué)界對棲息于這些硬質(zhì)基底表面的動物區(qū)系缺乏系統(tǒng)認識。本區(qū)系隸屬6個門，記錄32個物種，大多為科學(xué)上的新物種，包括單房室有孔蟲1新科和苔蘚動物門1新科；棲息密度高達每平方分米4300個生物體，體型為毫米級。研究表明，該區(qū)系中最占優(yōu)勢、呈絲狀結(jié)構(gòu)的“神秘”生命形式為營固著生活的膠結(jié)有孔蟲類，研究人員稱其為“石茸”，這對于大多數(shù)海洋生物研究人員而言，是一個極為陌生的新類群。石茸樣品個體小、結(jié)構(gòu)簡單、形態(tài)特征少，體內(nèi)含大量沉積物顆粒，目標DNA總量極低、序列組裝難度高，其生物學(xué)歸屬曾困擾學(xué)術(shù)界多年。
在所開展的硬質(zhì)基底研究潛次中，研究團隊未發(fā)現(xiàn)管蟲、雙殼類等化能合成生態(tài)系統(tǒng)指示類群；通過宏基因組和宏DNA條形碼測序，也未在幾個優(yōu)勢種（含石茸）體內(nèi)檢測到已知的化能自養(yǎng)共生微生物。相反，在區(qū)系的多種動物中檢測到來自陸地松樹的花粉，不少花粉顆粒處于被消化的不同階段，表明該區(qū)系的營養(yǎng)類型為異養(yǎng)，不支持此前提出的化能自養(yǎng)生物假說。
基于98個“奮斗者”號載人深潛器潛次的海底原位影像與樣品，研究人員發(fā)現(xiàn)，這一由原生動物占優(yōu)勢的區(qū)系廣泛分布于環(huán)大洋洲周邊的七個深淵區(qū)域，尤其見于克馬德克海溝和馬里亞納海溝水深9000-10898米處。結(jié)合近三年深淵團隊的其他航次，該區(qū)系同樣廣泛分布于阿留申、庫頁-勘察加、普伊斯哥、阿塔卡馬、穆紹等其他五條海溝，表明其可能普遍存在于全球深淵環(huán)境。估算顯示，這類固著性有孔蟲提供的活體生物量碳，約占全球深淵總真核生物量碳的2%-11%，是全球深淵海溝中長期被忽視卻十分活躍的碳“熱點”，為深海碳循環(huán)研究提供了新認知，有助于未來重新評估深淵生態(tài)系統(tǒng)的碳周轉(zhuǎn)潛能與生物泵效率。
該研究刷新了多個海洋動物類群的極限生存深度，包括已知最深的苔蘚動物（9981米）、缽水母水螅體（9982米）及水螅水母水螅體（9195米）。其中最深的苔蘚動物隸屬于該門類的一個古老演化支，最早發(fā)現(xiàn)于白堊紀淺海地層，深淵可能是其避難所。
海溝V形地形促使有機質(zhì)沿溝壁向軸部輸送，濁流頻繁沖刷巖石表面。為此，在生態(tài)策略上，這類膠結(jié)有孔蟲多棲息于受水流影響較小的巖石垂直側(cè)表面，蟲體從附著點向下懸垂——這種“倒掛”姿態(tài)可能為避免被濁流掩埋，同時高效捕獲上升流中的有機顆粒。這些深淵硬基底動物區(qū)系的生物多樣性、生物地理學(xué)、功能生態(tài)學(xué)及其在全球碳循環(huán)中的作用，仍有待進一步研究。
論文第一作者為深海所副研究員宋希坤，通訊作者為深海所研究員彭曉彤，合作單位包括新西蘭地球科學(xué)研究所、英國國家海洋中心、英國自然歷史博物館、德國巴伐利亞自然歷史博物館、維也納大學(xué)、印度尼西亞國家研究與創(chuàng)新署、清華大學(xué)、廈門大學(xué)、中國科學(xué)院軟件研究所等。
“全球深淵探索計劃”是由深海所發(fā)起、為期十年的聯(lián)合國海洋十年科學(xué)計劃，致力于探索全球海洋最深區(qū)域，其前身為“全球深淵深潛探索計劃”。該計劃依托“奮斗者”號全海深載人潛水器等深潛技術(shù)裝備，開展深淵地質(zhì)、生命與環(huán)境系統(tǒng)科學(xué)研究。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/science.aea7086