今天是世界海洋日 「入海」比「上天」更難!科學家為何將目光投向它?

2025年06月08日10:20:17 科學 2749

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從肉眼難辨的浮游生物到令人驚嘆的巨鯨遨遊,海洋,這片佔據地球七成版圖的蔚藍,是生命的搖籃,也包含著太多太多的未知。

今天(6月8日),是第17個世界海洋日。今年的主題是「好奇心:維繫生命之源」。新民晚報記者從上海海洋大學了解到,由該校牽頭的「深海微生物組和生態系統」(dome)大科學計劃在今年獲批。

dome是國際上第一個全面調查全球深海微生物組和生態系統的大科學計劃,近期將迎來正式啟動。

深海微生物組緣何激發來自全球6大洲、27個國家、42個學術機構和國際組織的專家的好奇心?記者來到了上海市深淵生物圈前沿科學研究基地,聽方家松教授講述蔚藍的秘密。

海洋微生物具有無限可能

可以說,地球上有兩種「暗物質」。除了被越來越多公眾所了解的「宇宙暗物質」,另一個便是「海洋暗物質」。

方家松教授給出了一組數字:90%的海洋生物量是微生物;至少90%的海洋微生物尚未被發現。兩類「暗物質」一天一地,但意義相同:暫時不為人知、活躍的且人類必須認知和利用。

「微生物組的意思,就是微生物及其遺傳物質。」方家松告訴記者,「海洋里的微生物數量達10的29次方,不僅數量多,更寶貴在其多樣性豐富——物種多樣性、遺傳多樣性、生理多樣性、代謝多樣性以及功能多樣性。」

他進一步舉例說,人類只能在有氧環境下呼吸,而深海微生物可以在有氧無氧和各種不同極端環境條件下生存,它們一定有相應的基因、蛋白和酶使之適應惡劣條件。

而dome大科學計劃的另一個「觸角」——生態系統,也是與深海微生物組密切相關的。用方教授的話來說,海洋是地球的氣候調節器,而微生物是這個調節器的操控者。

記者了解到,海洋微生物具有無限可能,深海和極地海洋的「寶藏」基因將為人類提供豐富的資源,包括開發新型生物技術產品、開發新的疾病治療方法、探索微生物的生態功能、治理全球氣候變化等。

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dome有「五大」核心價值

很多人都聽到過「海洋十年」的名號。它於2020年第75屆聯合國大會審批通過,並在次年1月正式啟動,是近年來聯合國發起的最重要的全球性海洋科學倡議,旨在釐定海洋和社會可持續發展所需的科學知識,應對全球氣候變化,形成對海洋的全面認知和了解,為全球海洋治理提供科學支撐和技術驅動的解決方案。

「海洋十年」行動分為大科學計劃、項目、活動和捐助四類行動。其中,像dome這類的大科學計劃是關注海洋重大科學問題的全球性或區域性行動,具有跨學科、多元化、周期長、投入大等特點。

新民晚報記者了解到,在「海洋十年」行動框架下,我國目前牽頭7項大科學計劃,上海獨佔其三,也是國際上獨一無二的。

「『海洋十年』指導委員會在收到我們提交的申報書後,提出了幾個關鍵問題。其中之一便是,如何確保大科學計劃產出的數據、知識和技術能夠全球共享。」方家松回憶。

他笑著回答,自從2017年回國後,就開始承擔深淵生物專項,在11個月的時間裡分離培養了7734株深淵微生物,「上海海洋大學已經在臨港建成了全球唯一深淵生物資源庫,本身就是全球共享的,未來dome產生的數據也會被放入資源庫。」

此外,該校還自主研發了6套全海深保壓取樣裝置,可以開展原位微生物採集與模擬培養。

在方家松心中,dome的核心價值可以用「五大」來概括:大科學、大知識、大數據、大平台和大發展。「這是一個科學技術創新平台,同時也是人才培養和人才引進的高地。dome將吸引國際上深海微生物領域的著名專家來臨港發展,吸引跨國企業來臨港設立研發中心,為產業發展提供智力支撐,形成『基礎研究—技術轉化—高端製造』的閉環。」他表示。

今天是世界海洋日 「入海」比「上天」更難!科學家為何將目光投向它? - 天天要聞方家松教授

21世紀是深海與深淵的世紀

在深藍的世界裡,方家松已經遨遊三十多年了。

他清楚地記得,自己在1990年第一次乘坐載人潛水器在墨西哥灣海底去取樣觀測的經歷。

「導師告誡我要穿上夾克,因為海底非常冷;還要帶上一個三明治,因為下潛一次就要五六個小時。」方家松回憶,「在下潛過程中,潛水器外部的燈光是關閉的。我看到水裡發光的微生物,感覺就像是夜空中的星星一般。」

等到了海底,燈光打開後,他看到了一堆堆的貝殼,腦海中便冒出想法:這些是不是有人故意倒在這兒的,不然如何生存呢?自己被這個想法逗笑後,便一頭扎進了海洋微生物的研究,越鑽研,引出的科學問題就越多,興趣也就越濃厚。

對深海的好奇心和熱情,方家松從未消退。就在不久前,他領銜的團隊在深淵微生物保壓酶學研究方面取得新進展。他發現,保持深海真實壓力環境測得的酶活性通常顯著高於常規檢測結果,這顛覆了學界對深海微生物代謝能力的傳統認知。

「迄今為止,人類向太空共送去200多名航天員,但潛入萬米以下大海深淵的人數屈指可數,可見『入海』比『登天』還要難啊!」他打趣說。

紮根臨港後,方家松多次造訪中小學和幼兒園,為不同年齡層次的孩子帶去海洋科普知識,「21世紀不僅是海洋的世紀,更應該是深海和深淵的世紀。現在,國家對海洋科學愈發關注,年輕一代對海洋的興趣也越來越濃厚,這讓我們非常欣慰。」

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