膜拜學霸!西工大與中科院揭開獅子魚深海「耐壓」謎團

2020-12-25 華商網

　　深海獅子魚樣本（圖片由西北工業大學提供）

　　記者昨日從西北工業大學獲悉，該校與中國科學院聯合攻關，對生活在馬裡亞納海溝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境下「抗壓」的機理，4月15日，該研究結果在線發表於英國自然雜誌子刊《自然-生態與演化》，標誌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「海鬥深淵」，這裡終年無光、缺乏氧氣、有上千倍的海水壓力，化學環境也非常獨特，是常規生命的禁區，但其實這裡生活著豐富的生物，獅子魚就是其中最有代表性的一種，它處於超深淵食物鏈的頂端，可承受每平方釐米700千克的壓力。在海洋底部，陽光無法進入，這裡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，另一種則是海洋上層的生物死亡以後飄落的遺體，悽美壯麗的「鯨落」（鯨死去後沉入海底的現象）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，發現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

　　長期生存於黑暗的海底，超深淵獅子魚的皮膚色素和視覺相關基因發生了大量丟失，這使得它通體透明，並且視覺缺失，對可見光不再有反應。通常情況下，高壓環境對普通的骨骼影響是致命的。研究人員發現，超深淵獅子魚中一個與骨骼鈣化相關的基因發生了假基因化，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，研究還發現不飽和脂肪酸合成的相關基因在深海魚中出現了擴張現象，這一現象讓細胞膜抗壓能力增加。這些從內到外的改變，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。西工大生態與環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、西工大生態與環境保護研究中心邱強和王文教授等對此研究後並發表論文，首次揭示了獅子魚為適應超深淵而產生的形態變化，解析了脊椎動物適應深海極端環境的機制。

　　利用這一原理

　　有望仿生開發耐壓材料

　　王堃表示，深海獅子魚基因組的解析，有助於闡明物種對於深海極端環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，生態與環境保護研究中心的科研團隊通過獲取其他深海生物樣本，正在對深海生態圈的生物演化過程進行進一步的探索，並與校內其他單位進行合作與交叉，從仿生學角度開發耐高壓和生物自發光材料，有望為推動深海事業的發展提供新材料支持。

　　本報記者 張彥剛

來源：大秦網

編輯：雷曉娟

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