本文來自中國科普博覽大傢族格緻論道講壇（ID:SELFtalks）我在下潛到萬米之前 已經知道瞭這裏會存在著生物。但是 科學傢發現，萬米深海之下不僅有海綿寶寶，還有…… - 趣味新聞網

本文來自中國科普博覽大傢族

格緻論道講壇（ID:SELFtalks）

我在下潛到萬米之前，

已經知道瞭這裏會存在著生物。

但是，如此大量的生物還真是讓我震驚。

賀麗生 ・ 中國科學院深海科學與工程研究所研究員

格緻論道 第65期 | 2021年3月27日 北京

大傢好，我是賀麗生，來自中國科學院深海科學與工程研究所，主要研究深海生命。

我乘搭過我國目前所有的載人潛水器，包括蛟龍號、深海勇士號和剛剛完成萬米海試任務的“奮鬥者”號。我的主要任務是探索深海生命係統和采集深海樣本。

下麵就請大傢跟我一起去看看我的深海生物，聽一聽我的深潛故事。

地球上70%以上的麵積是海洋，海洋麵積是陸地麵積的2.4倍。可以說，我們賴以生存的地球實際上是個海洋的世界。 但是，我們人類對海洋卻知之甚少，還不如對於月球的瞭解。

根據深度的不同，我們把海洋分為淺海、深海和深淵。深度大於1000米的海域，定義為深海。深度大於6000米的海域，定義為深淵。

▲ 深淵所在位置

深海中的靜水壓是非常高的，水深每增加10米就增加一個大氣壓。那麼，在萬米海底就是1000多個大氣壓，100多個兆帕。

我們生活在地麵上的壓力是1個大氣壓，也就是說，在萬米海底的壓力是在地麵上壓力的1000倍。打個比方，相當於1000隻非洲象踩在你的背上。因此人類的潛水，以普通人的能力來說不過10米，教練級專業人士也就能潛四五十米，吉尼斯世界紀錄也不過是300米左右。

除瞭具有非常高的靜水壓，在200米以下的海洋中是沒有太陽光的。而沒有瞭太陽光，就沒有光閤作用；沒有光閤作用，就失去瞭物質循環的第一生産力。那麼，生活在深海的生物隻能靠從海洋錶麵沉落下來的殘羹冷炙過活。

深海具有高壓、無光、低溫和寡營養的環境特徵。在這樣的一個極端的環境中，是否有生命存在？生命存在的極限又是什麼？它們是如何在這樣極端的環境下生存的？這就是我們研究的主題。

Part.1

探潛萬米，探索海洋

人類認識海洋的早期，是從撒網捕魚開始的。但這種方式隻能認識一些淺錶的海洋生物。後來發明瞭拖網。拖網可以將網沉到海底，前邊由一隻船拖著走。我們可以想象，這對海床的破壞和影響是非常大的。所以目前很多海洋研究單位已經不再使用這種方式探索海洋瞭。

▲認識深海生物的主要途徑

著陸器和無人潛水器是目前探索深海的海洋研究單位比較常用的平台，目前隻有載人潛水器可以將人帶到海底。

有人可能會問，既然著陸器和無人潛水器也可以下到海底，它們攜帶的照相機、錄像機不一樣可以把海底的情況拍下照片、錄成視頻帶迴來給我們看嗎？為什麼人一定要潛到海底呢？

作為一個科學工作者，獲得第一手的資料是非常重要的。我想，再高清的照相機，再高清的錄像機，也無法代替我們親自到底下去看、去體會、去觀察。

我非常榮幸地參加瞭2020年的“奮鬥者”號萬米海試，並且獲得瞭一次下潛到萬米海底的機會。

▲ “奮鬥者”號

“奮鬥者”號萬米海試在2020年10月10日到11月20號開展。潛器和母船從三亞齣發，目的地是馬裏亞納海溝。往返路程大概需要兩周時間。除去路程的時間，在不到30天的時間裏，“奮鬥者”號進行瞭13個潛次，其中包括8個萬米潛次。

為什麼要強調萬米潛次？因為萬米潛次不同於1000米的潛次，也不同於6000米的潛次。不但時間長，而且高靜水壓對潛器的影響是非常大的。

“奮鬥者”號在這麼短的時間內進行瞭8個萬米潛次，而且是連續進行，這說明“奮鬥者”號的性能非常穩定。也正是因為如此， 我獲得瞭參與此次海試中唯一一次給科學傢進行應用海試的潛次機會。

▲ 14小時深潛的步驟

剛纔提到，萬米潛次的時間很長。那麼到底有多長呢？上圖給齣瞭一個數字，大概是14個小時。因此，早晨5點鍾就需要大傢到潛器間做準備。為瞭不遲到，大傢前一天晚上通常都要定好幾個鬧鍾。

在我參與的潛次裏，沒有一個人遲到過，隻有早到的。 我們團隊每個人的心裏都刻著一句話：不能因為自己的錯誤而導緻整個計劃的失敗。

“奮鬥者”號潛器的下潛上浮速度是每分鍾60米。按照這個速度計算，下潛到萬米再返迴的路上的時間大約是6個小時。潛器在底下的作業時間也是6個小時。

標準的每天工作時間是8個小時，當然我們可能每天都在加班。而6個小時雖然也不短，但是對於我們科學傢來講還遠遠不夠。我們在底下經常覺得還有好多事情沒有做，就接到瞭上麵的命令，說上浮時間到瞭，需要上來瞭。

Part.2

在萬米海底，如何工作？

潛器在底下到底能做什麼呢？

▲ 準備下潛的“奮鬥者號”

在上麵這張圖中，潛器的前邊有一個采樣籃。這是一個接近方形的采樣籃，尺寸是1.5×1.3米。采樣籃左右兩側是兩個機械手。我們需要攜帶的工具都綁在這個采樣籃上，由潛器帶到海底進行操作。

▲科學傢綁在潛器上的“百寶箱”

上麵這張圖是我前一天晚上綁在潛器上的下潛所需攜帶的工具。裏麵有一個用來采集海底海水的采水瓶（Niskin bottle），一個沉積物采樣器（Pushcore），一個采集生物的生物箱，以及一個用來放岩石的地質筐。

通過這些工具，我們就可以把海底的水樣、泥樣、岩石以及生物帶到水麵上來，帶到甲闆上，帶到實驗室進行下一步的分析。

我們知道，海底的環境特徵跟水錶麵差彆是很大的，特彆是靜水壓。樣本帶上來以後，所有的生物都是死掉的。一些小的生物，如某些微生物或者原生生物也會爆掉，我們甚至連DNA都找不到。

後來，我們研發瞭這種原位海水富集裝置，在上圖中也能看到。將這個裝置帶到海底，能夠將大量海水裏邊的微生物以及原生生物富集到一個膜上，然後在海底進行原位固定。之後將固定好的樣本帶迴到海麵，它就不再受到環境的影響而變化瞭。

下麵，我特彆想跟大傢分享的是載人球艙。載人球艙是潛水器當中一個非常重要的部分，也是我非常熟悉的，因為我要在裏邊待上14個小時。

▲載人球艙及與下潛人員

載人球艙的前邊有一個主觀察窗，左右兩邊各有一個次觀察窗。下麵，讓我們來看一下裏邊的情況。

“奮鬥者”號載人球艙是一個直徑1.8米的球艙，可以承載3個人，裏邊還有一些儀器裝置。大傢可以想象，它的空間不是很大，像我這樣的個頭坐進去，腿是伸不直的，隻能處於類似跪坐或者盤坐的狀態。這樣14個小時下來，迴到甲闆上後，通常都不能馬上齣艙。而要在底下活動活動，這樣纔能站起來，然後纔能齣艙。

左上這張圖是我在告訴潛航員我們應該到哪裏去采樣，采集什麼樣的樣本。我們的主駕坐在中間，一邊是副駕駛，我坐在另一邊。

我們經常把潛器稱為我們的深海直通巴士，主駕就是我們的“司機”，是我們的“的哥”。我們要去哪裏，他就把我們載到哪裏。

主駕除瞭做司機之外，還有一個非常重要的職責，就是要幫我們進行機械手的操作，幫我們進行海水樣本的采集。

下麵，就讓我們看一看機械手在海底是如何工作的？

▲機械手海底采集沉積物

視頻展示的是一個沉積物采樣的過程，機械手握住沉積物采樣器的手柄，然後在指定的位置進行采集沉積物。之後，再提著手柄放迴到采樣籃內。這樣一次操作大概需要5到10分鍾，如果是6個這樣的采樣器，大概需要1個小時的時間。

▲機械手取岩石樣品

這個是岩石的采集過程。大傢可能會說怎麼這麼慢呢？這裏要提醒一下，機械手在海底工作不像是我們在自傢地上撿東西。它是在海裏、在水裏，而且還要承受著非常高的靜水壓。這是非常睏難的事情。

Part.3

深海的神奇生物

剛纔我們看瞭沉積物，看瞭岩石。接下來，讓我們一起去看一看深海生物。

▲萬米海底的海參

這是我下潛到萬米海底拍攝的海參。是不是跟我們平時吃到的海參很不一樣？

可以看到，它的身體是透明的，跟周圍沉積物的顔色很接近。如果不仔細看的話，都很難發現它。中間那一條就是它的腸道。

大傢再猜一猜海參右下方的東西是什麼？我們下潛到萬米海底的時候，看到瞭很多很多這樣的東西，也很疑惑這麼多到底是什麼？後來非常偶然的一次機會，我們看到瞭海參在排便，原來這就是海參的便便。

▲生機盎然的萬米海底（紅圈內為海參，黃圈內為多毛類生物）

在這個視角裏有很多海參。除瞭海參之外，還有3隻多毛類生物。也就是說，在萬米海底，不但有生物，而且生物量非常多。

我在下潛到萬米之前，已經知道瞭這裏會存在著生物。但是，如此大量的生物還真是讓我震驚。

▲在機械手附近遊動的鈎蝦

這個是在萬米海底拍攝到的鈎蝦，我們可以看到，這些遊動的鈎蝦數量也是非常多。

深海的鈎蝦個頭是非常大的，我們觀察到大的能到40多厘米。但是很多在淺海的相似物種，個頭就相當於小蝦米。

接下來是在海底觀察到的一個多毛類生物，我們把它在海底運動的視頻記錄瞭下來。大傢可以欣賞一下。

▲在海底移動的多毛類生物

多毛是底棲生物中一個優勢的物種，它的分布也非常廣泛。但是在萬米海底，我們還是首次發現多毛類生物。

▲7600米獅子魚

這是在7600米深的海底，我們通過誘餌觀察到的獅子魚。它的生存範圍是6000到8000米，我們可以看一下獅子魚，它們頭大尾小，沒有魚鱗，皮膚是透明的。

根據我們自己的觀察和國外的一些文獻報道，觀察到獅子魚存在的最深的深度是8145米。我們這次下潛的時候也很想知道，是不是8000米就是魚類生存的極限？9000米甚至1萬米的地方有沒有魚？

非常遺憾，目前還沒有定論。希望下一次有機會站在這裏跟大傢分享的時候，能夠帶來我們最新的進展。

▲1500米海百閤

這是1500米深海底的海百閤――海中的百閤花。機械手其實還沒有碰到它，它就馬上非常機敏地跳起來遊走瞭。

▲1000米海參

這是一個在1000米深海底翩翩起舞的海參，舞姿非常優美。

▲3000米海膽

這是我們在3000米深海底拍攝的一個行走的海膽，它的身後留下瞭行走過的痕跡。大傢可以看一下海膽在海底行走的樣子，非常可愛。

由此可見，深海、深淵甚至是萬米海底都不是一片沉寂，而是有著非常豐富、非常可愛的生物。

▲需要及時處理的種種樣品

雖然一個潛次結束後，我們迴到瞭甲闆。但是我們科學傢一天的工作並沒有結束。我們要對這些采集上來的樣本進行各種各樣的處理，而且是要及時處理。

為什麼要及時？剛纔跟大傢講過，這是因為船上和陸上的環境跟海底差彆很大，所以我們需要第一時間把它們處理掉。

我記得我萬米潛次迴來以後，處理完所有的樣本，抬頭一看，已經是第二天淩晨3點鍾。這不是一個偶然的現象，基本上有潛次任務的時候，每天都會發生這種情況。

我們在深海或者是萬米海底，看到瞭如此多的生物。這些生物是如何在海底生存的呢？這也是我們研究的主要內容。

▲我們的研究收獲

這裏給大傢介紹兩個研究成果，上麵右邊這一篇是關於獅子魚基因組的。我們發現獅子魚基因組中的一個關於骨細胞鈣化的基因發生瞭突變。這個基因發生突變後，就不再具有功能。也就是說，獅子魚的骨密度是非常非常低的。

大傢現在都很關心自己的身體，可能經常會去體檢，測測自己的骨密度。如果骨密度低，可能就很擔心自己是不是要補補鈣？是不是要曬曬太陽？但是對於獅子魚來講，這種低密度的骨質，就是它在極端環境的一種適應機製。

左邊這篇是關於海底6000米海參腸道共生菌的研究。我們知道，DNA承載著我們的遺傳信息，但是DNA本身不具有任何功能，它必須要翻譯成蛋白質纔執行各種各樣的生理功能。在翻譯過程中，tRNA（轉運RNA）負責把一個個的氨基酸運到一起來形成蛋白質。

在以往研究的所有生物體當中，tRNA序列中的第34位是需要甲基化修飾的。但是在6000米深海底的海參腸道的共生菌中，這個修飾消失瞭。

我們目前的這些研究結果說明，在深海生物有著不同於淺海的、非常特彆的、為瞭適應深海的生存策略和適應機製。

▲海鬥深淵論文統計

上麵這張圖，體現瞭我們在深淵這方麵的研究正在逐年增加。而所有的這些成果背後，有著太多的辛酸苦辣，有汗水也有淚水。

Part.4

深潛事業的酸甜苦辣

比如暈船，大傢可能覺得暈船不是什麼大事，確實不是什麼大事，但是暈起來確實可以要瞭命。

▲波濤洶湧的海洋

有一次我們為瞭測試一個新研發的裝備，租藉瞭一條大概1000噸的小船。而船越小，在海上可能晃動就會越大。當時我記得海況也不是很好，還趕上瞭台風。我就把著那個欄杆不停地嘔吐，當時看著那個滔滔的海水都想一下子跳下去。

所以在船上大傢如果暈得比較厲害的時候，也會隨身帶一個垃圾袋。想吐的時候就吐到垃圾袋裏，吐完瞭該做什麼還做什麼。

在科考船上比暈船、嘔吐更要命的，就是潛器的上浮和下潛。這時需要有蛙人的協助，就是說3位蛙人承載著小艇。其中1位蛙人負責開小艇，另外1位蛙人負責穩住這個潛器，第3位蛙人要跳到潛器上，然後把主吊纜摘掉或者是掛上。這樣的畫麵我雖然看瞭很多次，但每次看到這樣的畫麵，心情還是非常的激動。他們每次到小船上去掛吊纜的時候，我們也都在為他們捏一把汗。

▲ 蛙人工作的驚險畫麵

上麵是一個夜潛迴來時蛙人進行操作的畫麵。我們大部分的下潛時間是在白天，但有的時候也會進行夜潛。

最後，還有一件非常有意思的事跟大傢分享一下。就是如果你是第一次下潛，或者是突破以前深度的下潛，那麼船上都會舉行一個小小的儀式。

▲簡單粗暴而又獨特的儀式

就是上麵大傢看到的這樣，簡單、粗暴。大傢可不要以為潑上去的隻是清水，其實裏邊會加上各種各樣的“佐料”，比如啤酒、醬油、可樂……你能想到的都可以加進去。我想，這是象徵著深潛事業的酸甜苦辣。

說實話，探索深海這條路真的不容易走。因為探索深海不像其他領域，我們沒有更多的前人的經驗可以去藉鑒。這是一條充滿荊棘的道路，但是我們就是要做這件事。即便路上荊棘再多，我們也要趟齣一條路來。

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