科学家将目光投向深海微生物组

今天是第17个世界海洋日，主题是“好奇心：维系生命之源”。记者从上海海洋大学了解到，由该校牵头的“深海微生物组和生态系统”（DOME）大科学计划在今年获批。

DOME是国际上第一个全面调查全球深海微生物组和生态系统的大科学计划，近期将迎来正式启动。

深海微生物组缘何激发来自全球6大洲、27个国家、42个学术机构和国际组织的专家的好奇心？记者来到了上海市深渊生物圈前沿科学研究基地，听方家松教授讲述蔚蓝的秘密。

海洋微生物是“宝藏”

地球上有两种“暗物质”。除了被越来越多公众了解的“宇宙暗物质”，另一个便是“海洋暗物质”。

方家松教授给出了数字：90%的海洋生物量是微生物；至少90%的海洋微生物尚未被发现。“微生物组的意思，就是微生物及其遗传物质。海洋里的微生物数量达10的29次方，数量多，更宝贵在其多样性丰富——物种多样性、遗传多样性、生理多样性、代谢多样性以及功能多样性。”

他进一步举例说，深海微生物可以在有氧、无氧和各种极端环境条件下生存，它们一定有相应的基因、蛋白和酶，使之适应恶劣条件。

而DOME大科学计划的另一个“触角”——生态系统，也是与深海微生物组密切相关的。用方教授的话来说，海洋是地球的气候调节器，而微生物是这个调节器的操控者。海洋微生物具有很多可能，深海和极地海洋的“宝藏”基因将为人类提供丰富的资源，包括开发新型生物技术产品、开发新的疾病治疗方法、探索微生物的生态功能、治理全球气候变化等。

DOME有五大核心价值

很多人听到过“海洋十年”的名号。它于2020年第75届联合国大会审批通过，并在次年1月启动，是近年来联合国发起的最重要的全球性海洋科学倡议。“海洋十年”行动分为大科学计划、项目、活动和捐助四类行动。其中，像DOME这类的大科学计划是关注海洋重大科学问题的全球性或区域性行动，具有跨学科、多元化、周期长、投入大等特点。在“海洋十年”行动框架下，中国目前牵头7项大科学计划，上海占其三。

“‘海洋十年’指导委员会在收到我们提交的申报书后，提出了几个关键问题。其中之一便是，如何确保大科学计划产出的数据、知识和技术能够全球共享。”方家松回忆。

他笑着回答，自从2017年回国后，就开始承担深渊生物专项，在11个月的时间里分离培养了7734株深渊微生物，“上海海洋大学已在临港建成了全球唯一深渊生物资源库，本身就是全球共享的，未来DOME产生的数据也会放入资源库。”此外，该校自主研发了6套全海深保压取样装置，可以开展原位微生物采集与模拟培养。

在方家松心中，DOME的核心价值可以用“五大”来概括：大科学、大知识、大数据、大平台和大发展。“这是一个科学技术创新平台，也是人才培养和人才引进的高地。DOME将吸引国际上深海微生物领域的著名专家来临港发展，吸引跨国企业来临港设立研发中心，形成‘基础研究—技术转化—高端制造’的闭环。”

在“深海与深渊”耕耘

在深蓝的世界里，方家松已经遨游三十多年了。他清楚地记得，自己在1990年第一次乘坐载人潜水器在墨西哥湾海底去取样观测的经历。到了海底，他看到一堆堆的贝壳，脑海中冒出想法：它们是不是有人倒在这儿的，不然如何生存呢？自己被这个想法逗笑后，便一头扎进了海洋微生物的研究。

不久前，他领衔的团队在深渊微生物保压酶学研究方面取得新进展。他发现，保持深海真实压力环境测得的酶活性通常显著高于常规检测结果，这颠覆了学界对深海微生物代谢能力的传统认知。

“人类向太空共送去200多名航天员，但潜入万米以下大海深渊的人数屈指可数，可见‘入海’比‘登天’还要难啊！”他打趣说。

扎根临港后，方家松多次造访中小学和幼儿园，为不同年龄的孩子带去海洋科普知识，“21世纪不仅是海洋的世纪，更应该是深海和深渊的世纪。国家对海洋科学愈发关注，年轻一代对海洋的兴趣日益浓厚，这让我们非常欣慰。” 本报记者 郜阳