本文围绕上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团联合发起的“溟渊计划”展开,介绍了该计划第一阶段的科研成果,包括在马里亚纳海沟发现大量新物种、阐明生命演化规律等,还讲述了其数据共享意义和在育人方面的作用,以及上海交大在科研和人才培养上的举措和成果。
在神秘而深邃的马里亚纳海沟,“奋斗者”号正专注地抓取着沉积物样品,仿佛在探寻着这片深海的无尽奥秘。
近日,由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团联合发起并精心执行的“溟渊计划”(马里亚纳海沟环境与生态研究计划),迎来了第一阶段的重大科研成果。4篇学术文章以封面专辑的形式,重磅发表在国际顶尖学术期刊《细胞》(Cell)上。这一成果一经公布,便引起了科学界的广泛关注,不少科学家纷纷对其称赞有加。人们不禁好奇,这些科研究竟研究了什么?又是由谁来完成的?他们又是如何做到这一令人瞩目的成就的呢?
照片中,一只马里亚纳海沟的海星静静地出现在画面里,仿佛在向人们展示着这片深海独特的生命景观。
89.4%为此前未报道过的新物种
长久以来,人们普遍认为深渊是一片寂静的生命荒漠。然而,事实真的如此吗?答案显然是否定的。
科学家团队通过对1648份沉积物、622个钩虾样本以及11种深海鱼类进行细致入微的分析,成功研究鉴定出7564种深渊原核微生物。令人惊叹的是,其中89.4%是此前从未被报道过的新物种。这些新物种的多样性,竟然与全球已知海洋微生物总量相当。
科学家们还进一步发现,深渊微生物通过“精简型”和“多能型”这两种独特的适应策略,在深渊高压、低温、寡营养的极端环境中异常繁盛。它们的存在,支撑起了整个深渊生态系统的繁荣。中国科学家们的这项研究,更是首次系统地展示了深渊生态系统的完整食物链,从最微小的微生物,到无脊椎动物(钩虾),再到脊椎动物(鱼类),清晰地阐明了极端环境下生命协同演化的科学规律。
很多人心中都会有这样的疑问:研究深渊里的生命演化科学规律,究竟有什么实际用处呢?
“我们建立了全球唯一的深渊生物大数据库,其中包含了微生物基因组、钩虾及鱼类基因组数据集。你知道吗?这里面的深渊微生物数据规模,与过去十年全球海洋微生物研究总量相当!”肖湘在下潜到马里亚纳海沟最深点,圆满完成采样任务后,在深渊底部通过水声通讯对外发布了《马里亚纳共识》倡议。他在倡议中承诺,将向全球开放共享深渊生命数据,并呼吁国际科研力量共同攻坚深渊环境与生命科学问题。
肖湘介绍说,深渊微生物具有超高新颖性和多样性,这充分展示了深渊在新基因、新结构和新功能方面所蕴含的巨大资源潜能。这些宝贵的资源,为解决全球生物资源枯竭困境提供了全新的选择,也为生物技术、医药、能源等众多领域的创新应用开辟了无比广阔的前景。
这些珍贵的数据,是人类不可复现的历史记录。“它们代表着2021年10月至12月地球深渊生命的真实情况,应该被好好保留下来,并对全人类共享。我们也希望能够把这些数据充分利用好,为全球深海科技发展贡献中国智慧。”肖湘坚定地说道。
画面中,一只马里亚纳海沟的海葵,在深海的微光中摇曳生姿,仿佛在诉说着这片深海的神秘故事。
把成果带上讲台
在上海交通大学,肖湘是“有组织的科研”的重要组成部分。他是该校精心打造的战略科学家队伍中的一员。针对这些优秀的科学家,学校全力支持他们在引领重大原始创新、参与科技战略顶层设计、推动学科交叉融合和创新发展等方面发挥帅才作用。同时,学校也要求他们注重为青年人才铺路搭桥,让各类青年人才能够在科研舞台上绽放出属于自己的精彩。
从2021年年底到2025年年初,“溟渊计划”仅用了3年时间就取得了显著成果。肖湘带领的这支科研队伍,核心成员平均年龄不超过40岁。他们的身影活跃在马里亚纳海沟、珠峰登山大本营、南海冷泉、青藏高原热泉等各个科考一线。他们不辞辛劳,将数次科考经历所取得的成果,一点一点地带回了校园。
“溟渊计划”还充分发挥了在上海交大校园的“育人功能”。
“虽然站在讲台上的是我一个人,但我背后有无数中国科学家的探索故事。他们冰里来火里去,‘宁冒风险,不当逃兵’。我非常希望学生能了解这些故事,和我们一起加入科学探索团队。”团队成员、上海交通大学青年教师赵维殳感慨地说道。从一名普通的学生,到怀着科研梦想加盟交大的“青椒”,再到全国高校青年教师教学竞赛冠军,赵维殳在科考实践中不断拓宽自己的视野。同时,她还注重将自己的学术水平转化为教学能力,她所开设的《极端生物学》课程吸引了众多学子,其中不乏立志投身科研的优秀学生。
当引人、用人、育人形成一个可持续的“闭环”时,不仅能够推动“真问题”的不断突破,也能培育出适合青年科学家成长成才的肥沃土壤。
记者注意到,上海交大为了选拔支持优秀青年科学家“提出真问题、真解决问题”,还统筹整合校内自主经费,设立了“交大2030”自主创新计划。通过自主培育和前瞻布局,学校长期支持一批青年科学家开展持续原创探索,培养出一批又一批有理想、有潜质的后备人才。越来越多的青年科学家进入高水平研究实验室和团队开展科研实践,在“有组织的自由探索”中收获了“真理的硕果”。
2024年,上海交大以第一作者或通讯作者单位在CNS(国际高水平期刊《细胞》《自然》《科学》3个刊物名称首字母的缩写)发文33篇,其中以第一署名单位发表研究型文章(Article)16篇,位居全国高校前列。2025年,上海交通大学在CNS发刊方面同样成果丰硕:倪俊团队为人工多酶复合体提供理性设计工具,作为交大“开年顶刊”登上《细胞》;毛亚飞团队揭秘人类“近亲”猕猴属的遗传密码;崔勇团队提出新的材料合成策略——2个成果相继登上《自然》。
如今,4篇文章同时登上《细胞》,中国深海生命研究再次成为全球瞩目的焦点。肖湘的课,在上海交通大学颇受欢迎。他每次都会把“溟渊计划”中各种新奇独特的探索成果带上讲台,希望能够吸引更多人加入到深海研究的行列中来,让未来的研究“后有来者”。
本文介绍了“溟渊计划”第一阶段成果,在马里亚纳海沟发现大量新物种、阐明生命演化规律,建立深渊生物大数据库并承诺共享。同时,该计划在育人方面发挥作用,上海交大也采取举措培养青年科学家,在科研成果发表上成绩突出,展现了中国深海研究的实力和发展前景。
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