我国科学家发现全球最深化能合成生态系统和甲烷储库

文章导读

在9533米的海底深渊，生命竟比想象中更繁荣！我国科学家利用“奋斗者”号首次发现全球最深的化能合成生态系统，颠覆了深渊生物依赖表层沉降物的传统认知。深海管状蠕虫与双壳类在此蓬勃生长，依靠甲烷和硫化氢“无中生有”制造有机物，揭示了一条贯穿全球海沟的“化能生命长廊”可能。更惊人的是，海底之下还藏着一个活跃的深部生物圈，正悄然影响全球碳循环。这一登顶《自然》的成果，不仅刷新生命极限，更彰显中国深海科技的全球引领地位。

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图西北太平洋海沟底部发现全球最深化能合成生态系统（深渊拍摄）

　　在“十四五”国家重点研发计划“深海和极地关键技术与装备”重点专项资助下，中国科学院深海科学与工程研究所科研团队，在西北太平洋的千岛—堪察加海沟和阿留申海沟深度为9533米的深渊海底，发现了目前地球上已知最深的化能合成生命群落及伴生地质流体活动。相关研究成果以“Flourishing chemosynthetic life at the greatest depths of hadal trenches”为题，于2025年7月30日在《自然》（Nature）杂志在线发表，论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09317-z。该成果得到中央电视台、新华社、英国广播公司（BBC）、美国有线电视新闻网（CNN）、路透社等148家国内外主流媒体报道。

　　化能合成是海底生物群落在极端条件下发展形成的全新自养路径，长期以来，理论研究认为化能合成生物群落在深度在6000米至近11000米间的深渊中广泛存在，但此前仅在日本海沟发现过零星分布，最深记录为7434米。世界海洋最深处基于化能合成的生物群落地理分布尚不清晰，深海化能合成生物群落对深海生态系统及全球碳循环的潜在影响依然缺乏系统认知。

　　研究团队利用“奋斗者”号载人潜水器，首次观测到全球海洋最深地带—深渊带中延绵蓬勃生长的生物群落。这些生命群落主要由深海管状蠕虫和双壳类软体动物组成，不依赖阳光，而是由其体内的化能自养共生细菌利用海底流体中的甲烷和硫化氢进行化学反应释放能量，并将二氧化碳等无机物转化为有机物供宿主维持生命活动。这一突破性发现挑战了深渊生态系统主要依靠从海洋表层沉降的有机颗粒和动物残骸维持的传统观点，证明了化能合成生命可能在深渊生态系统发挥着巨大作用，并深刻影响深渊生态系统结构。在此基础上，研究人员推测，化能合成生态系统在深渊的分布可能远比目前发现的更为广泛，在全球深渊海沟存在一条“化能生命长廊”。同时，通过地球化学分析，环境中的甲烷，是由沉积层深处的微生物不断将有机质分解为二氧化碳，并进一步结合氢气合成甲烷而来的，表明深渊海底之下还存在前所未知的、庞大活跃的深部生物圈。

　　该研究不仅挑战了关于生命在极端深度生存能力的传统认知，更为理解深海碳循环的复杂机制提供了全新视角，彰显了我国在深渊前沿科学研究领域的引领作用，对形成中国深海研究学派、抢占国际深海科技制高点、推动深渊国际大科学计划实施和支撑大国科技外交具有重要作用。