狮子鱼为您揭开深海7000米的生命奥秘



海斗深渊狮子鱼


大海,广袤无垠,澄澈蔚蓝,浪花飞雪,让人心驰神往。然而,海底世界可不像海平面那样风和日丽,随着深度的增加,光线逐渐消失,温度逐渐下降,水压逐渐增大,生物多样性种类逐渐减少……6000米以下的深海被称作海斗深渊(Hadal trench),代表着地球上最深的海洋区域。这里,呃~(⊙o⊙)黑~~~冷~~~饿~~~压力山大~~~奇异物种出没~~~~w(゚Д゚)w~能在这样地狱般的环境中生存下来的,都是强者。比如,生活在深海7415米的狮子鱼。
2016年底和2017年初我国深渊科学考察船“探索一号”通过“天涯”和“海角”号深渊着陆器带回了海斗深渊狮子鱼样本,这是目前我国在深海获取鱼类样品的最大深度。
两年多来,中科院水生所和深海所、西北工业大学等单位联合攻关,通过深入研究,首次揭示了狮子鱼适应深渊极端条件的遗传特性。这一研究成果,于4月15日在线发表于英国自然杂志子刊Nature Ecology & Evolution(自然-生态与进化)(https://www.nature.com/articles/s41559-019-0864-8)。水生所何舜平研究员和西北工业大学王文教授、邱强教授为该文的共同通讯作者。




我国探索一号科学考察船于2017年初在马里亚纳海沟通过释放深渊深潜器在7000米以下的海底成功诱捕了深渊特有的狮子鱼若干条。我国科学家通过形态和基因组学研究对这些珍贵的样品进行了分类学、形态学和基因组的研究,初步阐明了脊椎动物适应深渊的遗传机理和相关基因,所有相关研究均属世界首次。

为了适应海斗深渊的极端环境,狮子鱼的身体结构产生了奇妙的变化。秘密在哪里?且听小编娓娓道来。



7000米的深海常年漆黑一片,万籁俱寂。在这里,阳光已经不再是维持生命的要素之一。然而,这里的生命世界依然一片祥和。据报道,海斗深渊有超过一半的底栖生物为海斗深渊环境所特有。所谓“汝之蜜糖,吾之砒霜”,这里的“土著”非但不以为苦,还自得其乐,海斗深渊就是他们赖以生存的家园。
科研人员通过晶体蛋白和视蛋白基因的变化进行比较基因组分析发现,狮子鱼皮肤色素和视觉相关基因发生了大量丢失,这使得它通体透明,并且视觉缺失,对深海着陆器的光线也没有做出任何反应。
黑~它们根本不care,因为它们的世界一直是一片漆黑。光~什么玩意儿?反正它们也从来不需要。

饿


好吧,不需要阳光算你赢。但是活着,饭总是要吃的吧?
狮子鱼作为目前在海斗深渊发现的唯一一种脊椎动物,处于其食物链的顶端,以无脊椎动物为食,是名副其实的“狮子”鱼。反正它是老大,谁都能吃,想吃啥吃啥,吃的问题初步解决。
那么,吃完上顿愁下顿,怎么办?
科研人员通过解剖样本发现,其胃部有近百个完整的甲壳类生物,这表明,狮子鱼可以像骆驼一样长久地储存食物,从而更好地应对食物匮乏的生存环境。
此外,研究还发现,海斗深渊狮子鱼的生育周期也大大延长,可以确保其种群更好地在恶劣的环境下繁衍生息。

压力山大


海斗深渊作为常规生命形式的禁区,其中最大的挑战在于极高的静力压。海水深度每下降十米,就增加一个大气压。在海洋最深处,可以达到一千多个大气压,这相当于每平方厘米约承受1000千克的压力!




科研人员发现,为适应超高压环境,狮子鱼一个控制骨骼钙化的关键基因发生了假基因化,导致其骨骼变得非常薄且具有弯曲能力,头骨不完全,全身骨组织没有一个封闭的空腔。
同时,在细胞和蛋白层面,多个与细胞膜稳定和蛋白结构稳定有关的基因发生了特异突变,这种突变有利于蛋白质空间结构的维持,增强了分子层面的抗压能力。
研究人员还发现,不饱和脂肪酸合成的相关基因出现了扩张,这能保证在高压和低温下,其细胞膜的流动性。与蛋白质稳定性相关的基因发生了特异性的改变,能够防止蛋白质在高压下出现错误的折叠。这些改变共同保证了狮子鱼在压力山大的深海环境中顽强生存。

深海作为地球表面最后未被人类大规模进入或认知的空间,约占地球表面积的65%,蕴藏着人类社会未来发展所需的各种战略资源和能源。据统计,全球共有37条超过6000米的海斗深渊。在科技发展的新阶段,海斗深渊将聚焦世界各国科学家的目光,成为海洋科学最新的研究前沿。随着我国深海探索技术的发展突破,相信将会有更多的深海奥秘被中国科学家揭开。让我们拭目以待吧。