研究揭示全球海洋生态计量比发生系统性变化

近期，中国科学院地球环境研究所联合华中师范大学、西班牙国家科研理事会、美国耶鲁大学、美国普林斯顿大学、美国南加州大学等国内外科研机构，以全球长期观测数据为基础，系统揭示了过去50年间海洋中碳（C）、氮（N）、磷（P）这三种关键元素的摩尔比发生了持续且结构性的变化。研究人员整合了1971年至2020年间来自全球各大洋、从海表至1000米深度的逾56000个浮游生物颗粒样本和近389000个海水溶解样本，构建了迄今为止全球最大规模的海洋元素比例数据，并揭示了过去50年碳、氮、磷比例显著偏移影响全球气候模型与海洋碳汇评估。同时，研究发现，海洋并非一成不变的“化学恒温器”。这一发现挑战了被海洋科学沿用数十年的“Redfield Ratio”假设，即C:N:P比例长期恒定在106:16:1。 研究人员通过对这些数据系统分析发现，海洋中C:N、C:P及N:P比值正以可检测的速率偏离传统假设，并呈现明显的区域性与垂向结构特征。研究人员指出，浮游生物中C:P和N:P比值在全球范围内普遍升高，这表明海洋生态系统面临更广泛的磷限制，而海水中C:N和C:P比值上升意味着表层海洋的碳富集趋势愈发显著。同时，时间序列分析表明，浮游生物的C:N与N:P比值在20世纪末显著上升，但在2007年前后出现转折趋势，开始缓慢下降。这可能与近年来全球范围内农业活动、城市污水及工业排放导致的磷输入增加有关，继而缓解了部分区域的磷限制，并引发浮游生物群落结构变化。 进一步，研究发现，海洋生态计量比随水深变化呈现明显的分层结构，即深层海水中C:N和C:P比值逐渐下降，而N:P比值上升。这反映了随着有机物沉降和微生物分解，碳更容易损失，而氮和磷以溶解无机形式保留在水体中。同时，随深度变化的微生物群落组成也影响了元素循环过程。尽管出现这些动态变化，浮游生物中C:N比值却在过去50年中保持了较好的稳定性。研究人员推测，这种“生态化学计量稳态”现象源于浮游生物的代谢调节能力，反映出生物系统对外界营养变化的适应性调控机制。 这一研究首次以全球实证数据系统性证伪了“Redfield Ratio”的恒定性假设，提出了海洋生态计量结构具有时间与空间的可变性，需在未来地球系统模拟与气候预测中予以考虑。同时，在全球碳循环与气候变化挑战日益严峻的背景下，该研究为海洋生态系统如何响应人类活动提供了关键证据，并为科学界重新评估海洋与气候耦合机制以及制定相关政策提供了重要理论基础与数据支持。 相关研究成果发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）上。 论文链接 海洋碳氮磷生态化学计量的时空变化概念图

嫦娥六号样品研究揭示月球年轻火山活动的源区特征与热驱动机制

一直以来，科学家普遍认为月球在30亿年前便已“休眠”，火山活动基本停止。然而，我国嫦娥五号和嫦娥六号分别带回了20亿年和28亿年前形成的玄武岩样品，证实月球在所谓“晚年期”依然发生了火山喷发。这引出了一个关键科学问题——是何热动力机制支撑着月球在“晚年”仍保持活力？ 中国科学院广州地球化学研究所副研究员汪程远与中国科学院院士徐义刚团队，联合香港大学博士钱煜奇等，对嫦娥六号月球样品开展了系统性研究，揭示了月球年轻火山活动的源区特征与热驱动机制。 研究团队在嫦娥六号样品中识别出两类形成时间相近（约28亿和29亿年前）但成分和来源深度迥异的玄武岩：源自月幔深处（超过120公里）的超低钛玄武岩以及来自较浅月幔（60公里至80公里）的低钛玄武岩。研究模拟月球内部的高温高压环境发现，两类岩石来自月球早期岩浆海洋冷却后形成的两种不同岩层，即普通的辉石岩层和含钛铁矿的辉石岩层。 此前，传统观点推测月球晚期火山活动可能与源区富水或富含放射性生热元素相关，但嫦娥五号、嫦娥六号样品的源区既“干燥”又缺乏放射性生热元素，否定了这一假说。科研人员基于嫦娥六号两类玄武岩的对比，提出了新的热动力机制——随着月球冷却，其岩石圈不断增厚，深部岩浆难以直接喷出，只能滞留在月幔浅部辉石岩层的底部。这些“被卡住的”岩浆可向上传导热量，从而触发浅部月幔部分熔融，导致火山喷发。 为进一步验证该模型，科研团队分析了全月球遥感数据，发现约30亿年前后月球火山活动的热动力机制发生明显转变。30亿年前热源复杂多样，可能包括放射性物质、潮汐力和陨石撞击等；而30亿年后热源趋于单一，自下而上的热传输机制占据主导，使得年轻月球火山活动的源区集中在浅部月幔。 对全月球遥感数据的分析显示，月球正面的晚期火山岩石化学特征基本均与嫦娥五号玄武岩相近，而背面大多接近嫦娥六号超低钛玄武岩。这表明，月球正面和背面的月幔组成可能存在差异，即正面月幔浅部含钛铁矿较多，而背面相对较少。这一发现为理解月球的不对称演化提供了新线索。 上述研究刷新了科研人员对月球热演化历史的认知，也为解释其他无大气小型天体的火山活动机制提供了重要参考。 8月23日，相关研究成果发表在《科学进展》（Science Advances）上。 月球晚期火山活动想象图

研究发现热融塌陷促进土壤微生物碳利用效率

持续的气候变暖造成多年冻土大面积融化。作为剧烈的冻土融化形式，热融塌陷会在短时间内改变植被、土壤和水文等过程，从而影响土壤微生物及其介导的碳过程。微生物碳利用效率是指微生物将吸收的碳分配至自身生长的比例，在很大程度上决定土壤碳形成与损失之间的平衡关系。因此，解析土壤微生物碳利用效率对热融塌陷的响应机制，对于准确预测冻土区土壤碳动态及其与气候变暖之间的反馈关系至关重要。然而，由于缺乏直接的观测证据，学术界尚不清楚热融塌陷导致的生物和非生物因素变化如何影响微生物碳利用效率。 中国科学院植物研究所杨元合研究组依托青藏高原多年冻土区热融塌陷观测平台，采用“空间代替时间”方法，基于同位素标记和高通量测序等技术，揭示了土壤微生物碳利用效率对热融塌陷的响应及其关键驱动因素。 研究发现，微生物碳利用效率沿典型热融塌陷序列显著增加。该现象主要与热融塌陷后微生物群落结构改变和土壤磷有效性增加相关。进一步，研究通过区域尺度上5个样点内塌陷区与未塌陷区的配对比较证实，“热融塌陷促进土壤微生物碳利用效率”现象广泛存在。这意味着热融塌陷会通过提高微生物碳利用效率促进微生物来源碳积累，进而提高土壤碳稳定性。 上述研究为模型准确预测冻土碳-气候反馈关系提供了实验证据。 8月12日，相关研究成果在线发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。研究工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等的支持。 论文链接 热融塌陷通过改变微生物群落组成、提高土壤磷有效性促进微生物碳利用效率

研究揭示胰腺癌化疗耐药机制及临床治疗策略

近日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心高栋研究组、上海药物研究所周虎研究组、数学与系统科学研究院王勇研究组，联合上海长海医院金钢团队、上海交通大学陈洛南研究组，构建了目前规模最大、覆盖病理亚型最全面的胰腺癌类器官库，并通过多组学和药物敏感性整合分析，解析了胰腺癌化疗耐药机制，鉴定出多个具有临床转化价值的新型药敏标志物与治疗靶点。基于这些发现，团队开展了他汀类药物联合标准化疗的II期临床实验。结果证实他汀可以显著提高胰腺癌患者的化疗敏感性，为晚期胰腺癌的临床干预提供了突破性的治疗前景。 胰腺导管腺癌是最恶性的实体肿瘤。化疗是胰腺导管腺癌临床治疗的基石，但多数患者对化疗反应极差。为攻克这一临床难题，该研究构建了239例胰腺导管腺癌类器官、21例其他病理亚型类器官如IPMN、ASC、ACC、SPT以及18例胰腺正常导管类器官，对类器官进行WGS、RNA-seq、ATAC-seq、Proteome、Phosphoproteome、Glycoproteome多组学检测，并开展了超过100种药物和放疗的敏感性检测。 科研团队开发了驱动突变识别工具HNetDig，在全基因组范围内精准识别编码区与非编码区的功能突变。利用这一工具，团队在胰腺导管腺癌中识别出6个新的编码驱动突变和35个非编码驱动突变，这些突变富集于进化保守的启动子或增强子区域。团队通过CRISPR/Cas9编辑类器官的非编码区，证实了非编码突变在促进胰腺导管腺癌进展中的驱动功能。 该研究基于OncoKB和CGI数据库提供的泛癌靶向治疗靶点发现，79.6%的胰腺癌类器官携带潜在可被靶向的基因变异（AGVs），涉及PI3K、MAPK、DNA损伤修复等关键信号通路。进一步，研究开展了100种靶向药物、临床常用化疗药物及放射敏感性的大规模筛选，发现38%的AGV-Drug组合在体外类器官药敏实验中得到验证。研究利用ANOVA和LOBICO方法，鉴定出2794个与药物反应相关的分子特征（MOFs），322个与放射敏感性相关的MOFs，涵盖编码突变、非编码突变、蛋白及RNA表达水平变化、表观修饰等多维组学信息，建立了胰腺癌药物反应与分子特征之间的全景图谱。这些MOFs为胰腺癌的临床治疗提供了新型药敏标志物与治疗靶点。 研究发现蛋白糖基化水平和胆固醇代谢水平升高是胰腺癌对化疗耐药的重要标志。同时，研究表明他汀类药物可选择性抑制化疗耐药型类器官的生长。进一步，机制研究显示，他汀类药物通过抑制胆固醇代谢和糖基化通路下调EMT相关基因，进而提高类器官化疗的敏感性。研究利用原位移植和皮下移植模型，证实了他汀与化疗联用在体内协同抑制肿瘤的生长。 基于前期基础研究的成果，研究团队开展了II期临床试验，招募42例化疗平台期的晚期胰腺导管腺癌患者，在标准化疗基础上联合应用阿托伐他汀。在37名完成随访的患者中，有26人的肿瘤标志物在联合用药1个月后下降超过20%。截至随访更新日期，平均缓解维持时间达62天以上。影像结果表明，大部分胰腺癌患者肿瘤体积也显著缩小。这证实了他汀药物对耐药胰腺导管腺癌的治疗潜力，为化疗耐药胰腺癌患者提供了新的治疗机会。 后续，研究团队将进行多中心随机对照实验，以进一步证实他汀在诱导胰腺癌病人化疗敏感性中的作用。 8月13日，相关研究成果在线发表在《细胞-干细胞》（Cell Stem Cell）上。研究工作得到国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。 论文链接 类器官库揭示他汀联合治疗的分子机制与临床潜力

研究利用柔性脑机接口诱导多巴胺释放和微观神经振荡改善阿尔茨海默病认知功能

阿尔茨海默病（AD）俗称老年痴呆，是一种以记忆衰退和认知功能进行性下降为特征的神经退行性疾病。科学家发现，这种病可能与大脑中一种叫“β-淀粉样蛋白”的有害物质堆积以及大脑中多巴胺系统的失调有关，但目前医学界还没有找到完全治愈的方法。现有的无创脑部电刺激治疗虽然有一定效果，但存在两个主要难题：一是难以精准刺激到大脑深部的关键区域，二是无法实时监测脑内化学物质的变化。而且，目前缺乏能够同时实现深脑精准刺激和电-化学监测的微型化器件。 中国科学院空天信息创新研究院吴一戎、宋轶琳、蔡新霞团队在微纳传感技术创新研究群体和前沿交叉研判战略研究等项目支持下，研发了一种双模双向柔性脑机接口神经微电极NeuroRevive-FlexChip。该研究集成多巴胺实时监测、神经电活动记录和原位电刺激功能，发现了40Hz微电流靶向刺激海马区后，诱发AD小鼠海马体神经元多巴胺释放和微观神经振荡，改善AD小鼠认知功能。 科研团队研究发现，采用NeuroRevive-FlexChip进行40Hz电刺激，可诱发海马体多巴胺水平短暂升高，并呈现刺激结束后多巴胺“回落-再上升”的短期重启现象。在重启期内，神经元放电模式从簇状放电，转变为持续性放电。最终，经过治疗的AD小鼠在Y迷宫测试中的认知能力增强；微观神经分子与细胞分析也证实该干预可有效减少Aβ42沉积，并诱导小胶质细胞形态重塑。 这一创新性技术实现了电生理-电化学双模态检测与神经调控的器件集成，有望为阿尔茨海默症等难治性神经疾病精准治疗提供新型脑机接口技术手段，具有科学意义和临床价值。 相关成果以Integrated dopamine sensing40 Hz hippocampal stimulation improves cognitive performance in Alzheimer’s mouse models为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。 论文链接 双模双向柔性脑机接口深脑靶向刺激改善AD小鼠认知功能 柔性脑机接口NeuroRevive-FlexChip的神经电活动和多巴胺检测性能 深脑靶向刺激引起海马体神经细胞多巴胺释放和微观神经振荡 深脑靶向刺激改善阿尔茨海默模型小鼠认知功能，减少Aβ42斑块沉积

科学家构建目前最大规模原子量子计算系统

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等与上海量子科学研究中心/上海人工智能实验室钟翰森等合作，利用人工智能技术，实现了高度的并行性以及与阵列规模无关的常数时间消耗，在60毫秒内成功构建了多达2024个原子的无缺陷二维和三维原子阵列，刷新了中性原子体系无缺陷原子阵列规模世界纪录。该方法为大规模中性原子量子计算奠定了关键技术基础。 中性原子体系因优异的扩展性、高保真度量子门、高并行性和任意的连接性，成为极具潜力的量子计算和量子模拟平台。该体系使用光镊阵列囚禁中性原子，首先需要通过重排技术将初始随机填充的原子阵列转换成无缺陷原子阵列，在此基础上进行量子逻辑门操作。传统的重排方法受限于随阵列规模增长的时间复杂度、原子丢失、计算速度等，阵列规模停留在几百个原子的水平，难以进一步扩展。 为攻克该难题，研究团队创新性地研发人工智能技术，实时驱动高速空间光调制器进行动态刷新，通过对光镊阵列位置和相位的精确控制，同时移动所有原子。在该工作中，研究团队演示了二维和三维原子阵列的任意构型重排，实现了高达2024个原子的无缺陷阵列，总耗时仅为60毫秒。随着原子阵列规模增大，该重排方法耗时保持不变，因此未来可以直接应用于数万原子规模的无缺陷阵列重排。目前，该系统单比特门保真度达99.97%，双比特门保真度达99.5%，探测保真度达99.92%，已追平国际最高水平，为构建基于中性原子阵列的容错通用量子计算机奠定了技术基础。 相关研究成果于8月9日以“编辑推荐”的形式发表在《物理评论快报》（PRL）上，并被美国物理学会《物理》期刊作为研究亮点报道。审稿人认为，这一工作“通过组装2024个原子的阵列创造了新的纪录”，“标志着原子相关量子物理领域在计算效率和实验可行性方面的一次重大飞跃”。 该研究工作得到科技部、国家自然科学基金委、中国科学院、安徽省、上海市等的支持。 论文链接 实验装置示意图 数千原子无缺陷二维和三维阵列重排实验结果图

科学家发布机器人育种家“吉儿”系统

8月11日，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员许操带领的智能育种攻关团队在《细胞》（Cell）发表了题为Engineering crop flower morphology facilitates robotization of cross-pollinationspeed breeding的研究论文。该研究将BT(生物技术)+AI(人工智能)深度融合，首次提出作物-机器人协同设计的“双向奔赴”理念，通过基因编辑重新设计作物花型，快速精准创制“机器人友好”的结构型雄性不育系，运用深度学习和人工智能成功研制世界首台可自动巡航杂交授粉的智能育种机器人“吉儿”GEAIR(Genome Editing combined with AI-based Robotics)，降低育种成本、缩短育种周期、提高育种效率。 杂交育种和制种的高成本和低效率是制约杂种优势利用的重要瓶颈。以番茄为例，绝大部分商业种均为杂交种，但因柱头内缩的闭合花型，全球番茄杂交育种和制种至今仍完全依赖人工进行杂交授粉，这项工作的人力成本已占番茄总育种成本的25%以上，仅人工去雄一项就占番茄杂交授粉成本的40%；随着人口老龄化，杂交制种的人工成本逐年升高。此外，大豆等一些花型闭合的作物因杂交制种成本过高，至今仍无法利用杂种优势。柱头外露的结构型雄性不育系可免除上述操作，一直是杂交育种和制种梦寐以求的性状。 许操带领的智能育种攻关团队另辟蹊径，使用基因编辑靶向番茄花器官ABC模型基因中特异调控雄蕊发育的MADS-box基因GLO2，使原本闭合的雄蕊开裂而花粉败育，柱头无需伸长便可自然外露，成功创制结构型雄性不育系，且不影响杂交果实产量和种子质量，结束了番茄育种长期缺乏柱头外露型雄性不育系的历史，该技术摆脱了遗传背景限制，具有普遍适用性。 许操与中国科学院自动化研究所副研究员杨明浩带领的团队合作，研发了智能授粉机器人“吉儿”并在商业化生产温室稳定运行，柱头识别准确率可达85.1%，每授粉一个花朵仅耗时15秒，单次巡航授粉实现了77.6% ± 9.4%的成功率，且机器人可全天候不间断进行反复巡航自动杂交授粉以确保每朵花成功授粉坐果。“吉儿”机器人的零部件国产化自主率已达95%以上，极具应用前景。 研究人员进一步将“吉儿”与许操团队2018年创建的“从头驯化”育种技术以及“快速育种”技术结合，建立了智能育种工厂，使得近缘野生种的育种利用周期由原来的5年缩短为1年且节省人工，释放了作物野生近缘种在提升栽培种抗逆和口感特性方面的育种潜力，可批量快速培育风味浓郁的口感番茄和抗逆丰产的优质番茄新种质。为突破杂交授粉成本过高导致大豆杂种优势无法应用的难题，研究人员将“吉儿”系统应用于大豆，首次实现结构型大豆雄性不育系快速创制，使用该不育系可节省76.2%人工授粉操作时间，有望为突破大豆杂交育种难题和大幅提高单产，提供新一代智能育种技术和智能装备。 该研究开辟了“BT筑基+AI赋能+机器人(Robot)劳作”的智能育种(BAR)模式，在生物育种范式革新和催生新质生产力方面展现了“AI for Science”的应用前景。 该研究得到农业农村部重大项目、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、北京市智能温室蔬菜创新团队项目等的资助。 作物花型重塑与AI机器人协同设计实现智能自动化杂交育种

柔性侵入式脑机接口器件植入研究取得进展

柔性神经电极凭借优异的生物相容性与机械匹配性，被学界认为是实现长期稳定采集神经信号的理想选择。相较于传统刚性电极，柔性探针能有效减少脑组织损伤、抑制炎症反应、延长在体寿命。然而，由于自身刚度较低，这类探针在缺乏额外支撑的情况下难以穿透脑组织。因此，植入难题成为制约柔性电极推广应用的关键瓶颈。 针对上述问题，中国科学院半导体研究所研究员裴为华团队联合心理研究所研究员梁璟团队，研发出刚柔可调的“神经触手”式神经探针。该探针通过微型液压系统调控内部压力，能在插入阶段变得刚硬，并精准穿刺脑组织，且植入完成后可恢复柔软状态，以适应脑组织微环境。这一方案在无需借助硬质导入工具的情况下，实现了低损伤植入与长期高质量神经信号记录的双重目标。实验证实，相较于传统方法，该技术可显著降低急性损伤超74%、减轻慢性免疫反应约40%，且在小鼠长期在体记录中始终保持优异的神经元信号质量与信噪比，信号通道的功能性和单位数量均显著优于对照组。 该研究为柔性电极实用化应用迈出了关键一步，并为下一代微创神经接口技术提供了新的解决方案。 近日，相关研究成果以Stiffness-tunable Neurotentacles for Minimally Invasive ImplantationLong-Term Neural Activity Recordings为题，发表在《先进科学》（Advanced Science）上。 论文链接 可变刚度的神经触手式神经探针 神经触手探针的超低急性损伤和慢性免疫反应 神经触手探针记录到的高质量神经活动信号

双黑洞背后有何玄机？中国团队首次发现第三致密天体存在迹象

双黑洞在超大质量黑洞附近并合的艺术想象图。中国科学院上海天文台 供图 GW190814引力波事件的参数估计结果。中国科学院上海天文台 供图 LIGO-Virgo-KAGRA引力波合作组织（LVK）公布的引力波事件。中国科学院上海天文台 供图 宇宙中神秘的双黑洞系统是如何形成和演化的？其背后究竟有何玄机？这些议题长期以来备受关注，也吸引国际天文学界持续跟踪研究。 来自中国科学院上海天文台的最新消息说，该台韩文标研究员带领的科研团队最近在引力波天文学领域取得突破性进展，他们首次发现双黑洞并合事件可能发生在第三个致密天体附近。这是国际上首次在双黑洞并合事件中发现第三致密天体存在的明确迹象，为揭开双黑洞的形成之谜提供了全新线索。 这项重要天文发现研究的相关成果论文，北京时间8月1日凌晨在国际专业学术期刊《天体物理杂志快报》上发表。 形成黑洞“三人组”系统 研究团队介绍，自2015年人类首次探测到引力波以来，美国激光干涉仪引力波天文台（LIGO）-欧洲室女座天文台（Virgo）-日本神冈引力波探测器（KAGRA）合作组织（LVK）已探测超过100次引力波事件，其中绝大多数来自双黑洞并合。这些事件为人类理解双黑洞并合的物理过程提供了关键数据，但目前学术界对双黑洞如何形成、如何演化的机制还不确定。 2018年，论文通讯作者、中国科学院上海天文台引力波团组负责人韩文标和合作者首次研究提出，由一个超大质量黑洞抓住一对双黑洞，形成一个“三人组”，双黑洞在超大质量黑洞附近“跳舞”，进而辐射多频段的引力波。 该“三人组”系统随后在国际上被欧洲空间引力波计划写入白皮书，也被中国空间引力波探测计划列为独特波源。从那时起，研究团队就开始从LVK引力波数据中寻找双黑洞在超大质量黑洞附近并合的证据。 信号中留下独特“印记” 在本项研究中，研究团队经过分析，将目标瞄准编号为GW190814的引力波事件。 论文第一作者、中国科学院上海天文台杨舒程博士指出，GW190814引力波事件中的两个黑洞很不一般，其质量大小相差近10倍。这么悬殊的组合可能是它们曾和一个超大质量黑洞组成“三人组”，在彼此的引力拉扯下越靠越近；也有人认为它们诞生在活动星系核的吸积盘里，被周围其他致密天体的引力推搡着慢慢靠近，最终并合。 研究团队提出，若双黑洞在第三个致密天体附近并合，其绕第三个天体的轨道运动会产生视向加速度即沿观测者视线方向的加速度，这种加速度会通过多普勒效应改变引力波的频率，在信号中留下独特“印记”。 为捕捉这一信号，研究团队构建了一种包含视向加速度的引力波波形模板，通过贝叶斯推断方法，对多个高信噪比双黑洞事件进行分析。结果显示，对于 GW190814引力波事件，包含视向加速度的模型显著优于传统的“孤立双黑洞”模型。该事视向加速度的研究表明，数据强烈支持“存在视向加速度”的结论。 处于更复杂引力系统 “这是国际上首次在双黑洞并合事件中发现第三致密天体存在的明确迹象。这一发现意味着GW190814（引力波事件）的双黑洞可能并非孤立形成，而是处于一个更复杂的引力系统中，在揭示双黑洞形成通道方面具有重要价值。”韩文标强调说。 研究团队表示，随着下一代地面引力波探测器（如爱因斯坦望远镜、宇宙探索者）和空间探测器（如欧洲空间引力波计划、中国的太极和天琴计划）投入使用，人类将能更精确地捕捉引力波信号中的细微变化。未来，天文学家可能会发现更多类似 GW190814的引力波事件，帮助人类理解双黑洞的形成演化机制。

万米海底，“奋斗者”号发现生命绿洲

近日，由中国科学院深海科学与工程研究所领导的国际研究团队，在西北太平洋的千叶-堪察加海沟和阿留申海沟发现了一个惊人的海底生态系统——在深度达到9,533米的深渊海底，存在着目前已知最深的化能合成生命群落。研究成果30日在国际学术期刊《自然》发表。 科研团队利用“奋斗者”号载人潜水器，揭示了全球海洋最深地带——深渊带中延绵蓬勃生长的化能合成群落。这些生命不依赖阳光获取能量，而是利用地质流体中的化学反应获取新陈代谢所必需的能量。这一突破性发现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。 深渊里的隐秘世界 深渊是指深度在6,000米至近11,000米之间的海沟区域，通常形成于板块俯冲带。虽然科学界长期推测化能合成群落可能广泛存在于深渊区域，但此前实际发现的案例屈指可数。 此次研究首次在深达9533米的极端深度，以及跨越2,500公里的广阔海沟底部，直接观测到了世界上分布最深、分布规模最大的化能合成生命群落。这些群落主要由被称为深海管状蠕虫和双壳类软体动物组成，它们依靠沿着断层上涌的富含硫化氢和甲烷的流体维持生命。研究不仅发现了化能合成生命新物种，后续研究还有可能揭示全新的代谢途径和极端压力适应机制。 重新思考深海碳循环 该研究对理解地球深部碳循环具有深远意义。通过地球化学分析，研究人员发现这些环境中的甲烷实际上是由沉积层深处的微生物活动产生的。这一结果表明，在深渊海底之下还存在着一个前所未知的、庞大活跃的深部生物圈，不断将底部埋藏的碳转化为甲烷，并以天然气水合物等形式在深渊海底形成规模巨大的甲烷储库，挑战了传统的深海碳循环和碳收支模式。 这一发现也直接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。相反，研究证明，化能合成生命可能在深渊生态系统发挥着比想象中更重要的作用，并深刻影响着深渊生态系统结构。 本次研究是"全球深渊探索计划"（Global Hadal Exploration Programme，简称GHEP）的重要组成部分。这项为期十年的国际科研计划由深海所主导，旨在利用最先进的深潜技术揭开地球深渊无人区的奥秘。