揭开海底生物的神秘面纱——海洋二所研究团队探秘深海之路 - 深海生物研究

揭开深海“精灵”的神秘面纱

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——海洋二所研究团队

探秘深海生物之路

深海孕育了丰富的海洋生态系统，造就了独特的生物群落，是研究生命起源、地球演化、气候变化等重大科学问题的前沿领域。如何充分保护独特的深海生态环境，探究深海生物资源奥秘是我国科学家关切的重要科学问题，也是国际社会关注的热点。多年来，自然资源部第二海洋研究所科研人员聚焦深海生物研究，调查足迹遍布全球深海大洋，获取了大量深海及超深渊生物样品和资料，发现了100多处典型生物群落的热液活动区，特别是近两年来发现了30多个深海新物种，发表了多篇深海生物多样性和深海生态学研究论文，成为我国深海生物研究领域的重要力量。

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“拼接”全球热液生物地理版图

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“不同海底区域孕育的生物种类各不相同，就像陆地上不同的地区居住着不同的民族。”海洋二所研究员、海洋生态系统与生物地球化学重点实验室副主任王春生在办公室里指着墙上的世界地图，向记者介绍了该研究团队发现的100余处发育有典型生物群落的热液活动区。

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“这些具有典型生物群落的热液活动区主要分布于太平洋和北大西洋，印度洋其次，南大洋也有少量发现。”王春生介绍说，“开展深海生物多样性普查，了解各海域生物多样性和特有性，是公海保护区选划与物种保护的重要依据”。

今年6月，团队研究成果在国际权威学术期刊《深海研究》以封面文章形式发表，系统阐述了西南印度洋“龙旂”“断桥”和“天成”3个热液生物群落及生物地理学研究成果，其中“断桥”“天成”的热液生物群落为首次报道。目前团队正继续推进该区域热液生物研究，有近10个疑似新种正在分析鉴定之中，西南印度洋热液生物地理版图有望进一步完善。

通过研究热液活动区，团队获得了许多新认识。“以前研究深海生物的食物来源和食物网主要通过分析海洋生物胃含物和同位素来判定。”王春生介绍说，这两种研究方法的前提是能够采集到生物样品，而采集深海生物难度较大，传统研究方法具有很大局限性。

依托蛟龙号载人潜水器和水下机器人等高科技深海装备，科研人员综合研判采集的样品和视频资料，分析深海生物食物网。“通过细致观察，我们发现有些生物并不按照传统食物网进行捕食，例如低等的水母也会捕食高等的鱼类和章鱼。种种迹象表明，传统食物网已不适合解释深海底栖生物的生活方式。”王春生说。

王春生（右二）与团队

借助“蛟龙”探深海

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获取高质量样品和资料是研究深海生物的前提，也是难点。随着我国深海调查装备不断发展，生物样品取样难题得以有效解决。

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2013年蛟龙号试验性应用航次首航，王春生在东北太平洋首次搭乘蛟龙号下潜。

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“这是我第一次进入深海近距离观察海底地貌和生物。”在此之前，王春生观察深海生物大都依靠水下摄像系统拍摄的视频，不仅连续性差、清晰度不高，视频中能看到的生物也很稀少，经常是10多分钟也见不到一个大型生物。

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5000多米的深海洋底，高压、幽暗、寒冷，却并非生命的禁区。“我原本认为深海平原生物较为稀少，这次却在底层流比较大的小海丘上发现有较为密集的生物分布，对地形和底层流影响生物分布也留下了深刻印象。”王春生说。

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通过此次试验性应用航次，王春生和团队成员获取了丰富的多金属结核区和海山区深海底栖生物样品和资料，对结核区和海山区的底栖生物多样性和空间分布有了新认识。

据了解，以往采集深海巨型底栖生物样品主要依靠拖网作业，作业效率低，有时一次拖网作业8个小时，却连一个有价值的生物样品都没有。特别是在多金属结核区作业，会有大量结核进入拖网，许多生物样品都被磨烂，加大了生物样品的获取难度。

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如今，科学家借助蛟龙号可亲临海底有针对性地采集和观察深海生物样品，获取较为准确的同步环境参数等信息。“借助蛟龙号采集的高质量样品和水下视频资料，团队近年来发现了30多个深海新物种。”王春生说。

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此外，海洋二所还根据科考实际需要，自主研发出了多管取样器、电视多管取样器、电视箱式取样器和深海着陆器等深海生物取样器，可一次性采集1000多个深海钩虾样品。

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“保守估计深海生物至少有100万种，目前查清的只是很小一部分。”王春生认为，开展深海生物种类多样性和生物地理学研究是一项基础性工作，有助于评估海洋生物的特有性和保护价值，可为制订区域环境管理计划和公海保护区选划提供重要的科学依据。

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如今，利用海洋二所在西太平洋海山区生物多样性和生态学的研究成果，中国大洋矿产资源研究开发协会向国际海底管理局提出西太平洋三角区环境计划，为我国主导推动西太平洋海山区环境管理计划提供了重要的科学支撑，进一步提升了我国参与全球海洋治理的能力。

“蛟龙”号出水

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完成“不可能完成的任务”

王春生20多年来致力于海洋生物研究，参加海上科考早已是家常便饭，在船上一待，少则一个月，多则小半年。但是，提起最难忘的出海经历，当属中国首次海洋环球科考。

2005年夏天，西太平洋上，“大洋一号”船正劈波斩浪奔赴作业站点。

“第二台大洋浅钻罢工了，如果不尽快解决，将严重影响科考作业。”作为首席科学家，王春生非常焦急。在此之前，船上第一台大洋浅钻设备因使用过度出现故障，还没来得及维修，第二台也“罢工”了。

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时间紧、任务重。王春生立即组织工程技术人员抢修，发现是大洋浅钻的变频器坏了。然而，此时船上的备用配件也已告罄。

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怎么办？拆！把第一台大洋浅钻的逆变器拆下来，安装到第二台上，力保科考作业顺利开展。

“说拆容易，干起来可就难了。”王春生介绍说，“逆变器安装在狭小的耐压筒里，重达百十来斤，仅拆装就要几个小时。”为了抢修设备，科考队员不怕苦累，工作服都被汗水湿透了，满手都是机油。

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难题接踵而至。几个小时后，变频器拆装完毕，科考队员又发现了新问题：由于两台浅钻分别由国内不同单位研制，设计细节各不相同，重新组装的大洋浅钻控制系统仍无法正常启动。

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此时“大洋一号”船与祖国相隔万里，技术人员立即与国内相关单位联系，远程会商修改设备水下控制系统软件。

“那时大家三天三夜连轴转，白天抓紧抢修，晚上与国内远程会商。经过不懈努力，终于完成了这项‘不可能完成’的任务，确保了科考作业顺利进行。”回想起当年场景，王春生仍然历历在目。

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在王春生看来，学科带头人出海是“不能缺的一课”。让王春生欣慰的是，团队中“80后”已经成长为出海调查主力，“我们把求真、实证作为团队的科学精神，希望青年科研人员能继续保持对自然的好奇心和探索欲，在科学研究中不断获得真知。”

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（来源：中国海洋报）

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