深海獅子魚樣本（圖片由西北工業(yè)大學提供）記者昨日從西北工業(yè)大學獲悉，該校與中國科學院聯(lián)合攻關，對生活在馬里亞納海溝7000米以下的獅子魚開展了多方面深入研究，解析了脊椎動物適應深海極端環(huán)境下“抗壓”的機理，4月15日，該研究結(jié)果在線發(fā)表于英國自然雜志子刊《自然-生態(tài)與演化》，標志著我國深海工程與科學研究取得重要進展。
超深淵獅子魚
像駱駝一樣儲存食物
專家介紹，6000米以下的深海被稱作“海斗深淵”，這里終年無光、缺乏氧氣、有上千倍的海水壓力，化學環(huán)境也非常獨特，是常規(guī)生命的禁區(qū)，但其實這里生活著豐富的生物，獅子魚就是其中最有代表性的一種，它處于超深淵食物鏈的頂端，可承受每平方厘米700千克的壓力。在海洋底部，陽光無法進入，這里的能量來源只有兩種，一種是地殼運動帶來的能量形成熱液冷泉區(qū)，另一種則是海洋上層的生物死亡以后飄落的遺體，凄美壯麗的“鯨落”（鯨死去后沉入海底的現(xiàn)象）即屬此類。
超深淵獅子魚樣本由2016年底和2017年初我國科考船“探索一號”通過“天涯”和“海角”號深淵著陸器獲得。研究人員對一尾超深淵獅子魚進行解剖，發(fā)現(xiàn)其胃部有近百個完整的甲殼類生物，這可能意味著它們需要像駱駝一樣長久儲存食物，從而更好地應對食物匱乏的外界環(huán)境。食物的獲取形式，導致超深淵獅子魚的生育周期也大大延長，使其更好地在惡劣的環(huán)境下生存繁衍。
基因變化讓獅子魚
骨骼薄而具有彎曲力
長期生存于黑暗的海底，超深淵獅子魚的皮膚色素和視覺相關基因發(fā)生了大量丟失，這使得它通體透明，并且視覺缺失，對可見光不再有反應。通常情況下，高壓環(huán)境對普通的骨骼影響是致命的。研究人員發(fā)現(xiàn)，超深淵獅子魚中一個與骨骼鈣化相關的基因發(fā)生了假基因化，使得其骨骼變得非常薄且具有彎曲能力，頭骨變得不完整。
同時，研究還發(fā)現(xiàn)不飽和脂肪酸合成的相關基因在深海魚中出現(xiàn)了擴張現(xiàn)象，這一現(xiàn)象讓細胞膜抗壓能力增加。這些從內(nèi)到外的改變，共同保證了超深淵獅子魚能夠以肉體之軀，承受海洋底部的極端壓力。西工大生態(tài)與環(huán)境保護研究中心青年教師王堃、中國科學院深海科學與工程研究所和水生生物所研究員何舜平、西工大生態(tài)與環(huán)境保護研究中心邱強和王文教授等對此研究后并發(fā)表論文，首次揭示了獅子魚為適應超深淵而產(chǎn)生的形態(tài)變化，解析了脊椎動物適應深海極端環(huán)境的機制。
利用這一原理
有望仿生開發(fā)耐壓材料
王堃表示，深海獅子魚基因組的解析，有助于闡明物種對于深海極端環(huán)境所做出的演化適應機理，為進一步實施深海探索提供了線索。
在這一研究基礎上，生態(tài)與環(huán)境保護研究中心的科研團隊通過獲取其他深海生物樣本，正在對深海生態(tài)圈的生物演化過程進行進一步的探索，并與校內(nèi)其他單位進行合作與交叉，從仿生學角度開發(fā)耐高壓和生物自發(fā)光材料，有望為推動深海事業(yè)的發(fā)展提供新材料支持。
本報記者 張彥剛
