深海生物脱落的DNA揭示了一个充满微小生命形式的黑暗深渊 - 海洋生物DNA分析

魏辉兵 · 发表于海洋技术专业 2024-4-11 18:56:43

研究人员在全世界数百个地点扫荡海底，揭示了在我们星球最深处和最黑暗的地方繁衍生息的微观生命的惊人多样性。

对在每个地点收集的沉积物进行了环境 DNA (eDNA) 分析，这些海洋动物在生活中会脱落。虽然海洋生物摆脱了一些 eDNA，但这些材料中还有微生物和其他微小动物的证据，这些动物构成了世界底部的阴暗生态系统。

研究人员将结果与在海洋上层收集的其他现有浮游生物 DNA 数据集进行了比较，以确保他们只识别出深海生物。

最后，研究人员发现大多数生活在海底的真核生物是现代科学所未知的。更重要的是，看起来海洋的深渊所拥有的微生物生命的多样性至少是上面水域的三倍。

这是科学家们第一次在如此全球范围内整合海洋领域的一致分子数据集，虽然荟萃分析并不全面，但这是一个令人印象深刻的开始。

瑞士日内瓦大学的遗传学家 Jan Pawlowski 说： “我们将我们的深海底栖生物DNA 序列与已知真核生物的所有参考序列进行了比较。”

“我们的数据表明，这种底栖生物多样性的近三分之二不能分配给任何已知的群体，这表明我们对海洋生物多样性的认识存在重大差距。”

深海的沉积物覆盖了我们星球一半以上的表面，但这个栖息地的广阔——更不用说它难以到达——意味着我们几乎不知道那里发生了什么。

近年来，遥控车辆帮助我们探索了深海的一小部分。然而，即使是与底栖生物群落的短暂接触，也向我们展示了一个全新的世界。

因此，尽管海底看起来似乎与世隔绝，但从黑暗中哄出大量生命并不需要太多。

目前的分析主要寻找较小的生物，如硅藻和甲藻，以及微小的动物，如蠕虫和小型软体动物。发现的浮游生物多样性与其他证据相匹配，表明深海也是多种大型动物的家园。

然而，最小的生物通常是将食物网连接在一起的胶水。它们也是全球气候的重要调节器，有助于将碳埋在深海中。

“这些深海沉积物组合不仅包括已知是生物碳泵的重要驱动力的分类群，还包括在可以说是世界海洋最基本的生态过程之一中被忽视的几个分类和功能组， “作者写道。

“总的来说，我们的研究结果突出了 [深海沉积物] 作为地球上最丰富的现代生态系统和化石档案之一。”

例如，最近的证据表明，深海浮游生物可以保存在海底下方的沉积物中。这为我们提供了一种可能性，即我们可以将今天的底栖生命形式与遥远过去的生命形式进行比较，以了解这些深海群落如何在瞬息万变的世界中生存。

鉴于有多少生命处于危险之中，作者呼吁进一步探索海底，以更好地了解和保护这些深海生态系统。尽管海洋科学家一再警告我们首先需要进行广泛的生态风险评估，但现在商业深海采矿有望在未来几年继续进行，这一点尤其重要。

“全球范围内有近 1,700 个样本和 20 亿个 DNA 序列从地表到深海海底，高通量环境基因组学极大地扩展了我们研究和了解深海生物多样性及其与上层水团和全球的联系的能力碳循环，”挪威研究中心和 Bjerknes 气候研究中心的 Tristan Cordier说。

我们对深海了解得越多，它就越像是一个值得保护的栖息地。