这些鱼，为何能生活在深海海底
宁若杨
2025年04月10日 01:39
徐涵
《光明日报》（ 2025年03月13日 16版）万米深海，一度被认为是脊椎动物生存的禁区。但科研人员在马里亚纳海沟等深海，都发现有深海鱼类，例如狮子鱼的踪迹。那么，它们何时进入深海？又是怎么生存下来的呢？
日前，由中国科学院全球深渊研究团队研究员何舜平主导，联合中国科学院深海科学与工程研究所、水生生物研究所以及西北工业大学等单位科研人员，在中国科学院“全球深渊深潜探索计划”的支持下，基于我国自主深潜技术获取的深海和深渊鱼类样本库，首次实现了从基因到生态系统层面的多维度突破，解答了这些问题。
研究使用“探索一号”和“探索二号”科考船，我国自主研制的4500米级载人潜水器“深海勇士”号、全海深载人潜水器“奋斗者”号以及全海深着陆器“原位实验”号、“天涯”号等装备，通过对马里亚纳海沟、雅浦海沟、蒂阿曼蒂那深渊、瓦莱比-热恩斯深渊、西南印度洋热液、菲律宾海盆及南海等系列科考航次，覆盖几乎整个深海鱼类栖息深度范围（1218米至7730米）的科学考察，获得6大典型深海鱼类类群、共11种深海鱼样本，其中6种生活在超深渊带（>6000米）。
由此，研究者构建了深海鱼类“生命进化树”，揭示了脊椎动物征服深渊的历程——大多数现存的深海鱼类约在6500万年前的大灭绝事件后，进入深海区域；而少数更古老的深海鱼类类群，在1亿年前便已开始适应深海环境，并可能在连续的大灭绝事件中存活。
进一步研究发现，深海鱼类基因组展现出较低的突变速率和较高的重复序列比例，并对深海黑暗环境表现出不同层次的适应性变化。
研究者探讨了脊椎动物应对高压环境的分子机制。此前，能够在高压下稳定蛋白质结构的氧化三甲胺，被认为是脊椎动物适应深海高压环境的“抗压神器”。而且，随深度增加，鱼体内氧化三甲胺含量呈线性增加。这次研究却发现，生存深度0至6000米的鱼类氧化三甲胺含量随深度增加而升高，但在6000米以下的深海鱼类却未出现这一趋势。这表明，氧化三甲胺不能单独解释所有深海鱼类在高压下的适应机制，可能存在着更精妙的分子机制。
更重要的是，所有生存深度在3000米以下的深海鱼类均存在一种高度保守的rtf1基因突变。体外实验表明，该突变显著影响转录效率，提示了转录调控在深海高压适应中的潜在作用。这为揭示深海生物压力适应的分子机制开辟了新的研究方向。
同时，研究发现，马里亚纳海沟和菲律宾海沟的超深渊狮子鱼的肝脏组织富集了极高水平的多氯联苯。多氯联苯是常见的人工合成有机污染物。这一发现警示我们，人类活动已经对地球最深处的生物产生了深远影响。
研究者还对几种典型的深海鱼类的特异性的适应机制进行了探讨。结果表明，不同类群深海鱼类“各显身手”，对深海极端环境均展现出独特的适应机制。研究还对鱼类肌肉组织多种代谢物如脂肪酸、氨基酸及重金属污染物和蛋白质组进行全面检测。同时，不同超深渊海沟深渊狮子鱼群体遗传分析发现，深海洋流可能是深渊鱼类跨海沟基因交流的推动力。
（作者：徐涵，系中国科学院深海科学与工程研究所博士后）