震撼发现!太平洋深海迎来重大科考收获,我国科研团队拿到深藏海底的神秘样本,上万种全新病毒集中现身,这片黑暗深渊藏着太多未知。
万米海底的沉积物里,挖出了上万种人类从未见过的病毒
太平洋有多深?平均深度四千米,最深处超过一万一千米。
在那个深度,没有光、没有声音,水压能把坦克压成铁饼,所有人都以为那里只有石头和泥沙,不可能有活物。
然而最近,重庆大学与自然资源部第二海洋研究所组成的联合团队,从太平洋海底的沉积物里打了钻、取了样,一分析却让人吃了一惊——里面藏着上万种从未被人类记录过的病毒。
这件事之所以反常识,在于我们过去找病毒,基本都在陆地上找、在医院里找、在动物身上找,对海底的病毒几乎一无所知。
原因很简单:去海底太难了。要知道,能够抵达万米深渊的人,至今依然十分稀少,深海取样的门槛极高。海底样品本就稀少,能拿到样本做基因分析的机会更加难得。
正因如此,这次一次性发现上万种新病毒,才显得尤为珍贵,也格外让人震撼。
中国团队此次的做法,是乘坐科考船前往太平洋,在不同位置向海底打钻,取出长长的沉积物岩芯。这些沉积物在海底堆积了数百万年,一层压着一层,每一层都保存着当时的生物痕迹。
他们把沉积物带回实验室,把里面的DNA全部提取出来测序。
如今的基因测序技术已经相当先进,无需把病毒培养出来,直接从一堆DNA碎片中就能识别出哪些属于病毒的基因。
测序结果令人震惊:上万种病毒,百分之九十九都是此前从未见过的。更难得的是,这些病毒并非同一类型的简单重复,而是涵盖多个类群、形态与基因结构各异,说明这片深海沉积物中的微生物世界远比想象中复杂。
这个数量意味着什么?人类迄今已命名的病毒不过十几万种,这一次在太平洋海底一个区域就发现了上万种新病毒,相当于把人类已知病毒的版图一下子撑大了不少。
长得像小登月舱的噬菌体,专门猎杀细菌
这些病毒大多是噬菌体,也就是专门感染细菌的一类病毒。
在显微镜下,它们长得很像小登月舱——圆圆的脑袋下面伸出几条细腿,专门勾在细菌身上。那么,它们对人类有威胁吗?科学家给出的答案基本是否定的。
原因有三:其一,它们感染的是细菌而非人类,人的细胞没有它们的受体,病毒在人身上找不到入口;其二,它们在海底高压、低温、黑暗的环境中生存,到了陆地一个大气压的常温下立刻就会死亡;其三,它们藏在海底几千米的泥层里,距离人类实在太远,想跑上来都难。
既然不构成威胁,科学家为何如此重视?因为这里面可能藏着三件"宝贝"。
第一件是新抗生素。如今细菌的耐药性问题越来越严重,过去一针就能见效的病,现在吃几种药都压不住,科学家们急于寻找新的武器。
而噬菌体天生就是杀细菌的好手,它们在地球上猎杀细菌已有几十亿年的历史,每个噬菌体都有自己独特的"武器库"。
海底聚集着如此多的噬菌体,等于一个巨大的天然武器库,从中或许能找到对付耐药细菌的新利器。
第二件宝贝是对付塑料污染。眼下白色污染形势严峻,塑料在自然界几百年都无法降解,但科学家发现海底有些细菌竟能分解塑料。
海洋里有部分细菌具备降解塑料的潜力,有研究推测病毒在微生物之间的基因水平转移,有可能参与这类功能基因的传递。如果后续能找到对应的基因工具,未来或许有望培育可降解塑料的工程菌,助力白色污染治理。
第三件宝贝与生命起源有关。科学界普遍认为,生命最早可能诞生于深海热泉附近——那里没有阳光,靠地球内部的化学能量维持。
病毒在生命起源中究竟扮演了什么角色?是它把基因在不同生物间传来传去,让最初的简单细胞逐渐变复杂,还是病毒本身就是从细胞里逃逸出的碎片?
这些问题的答案,或许就藏在太平洋海底这些病毒的基因里。
中国团队为何能办到?深海技术给了底气
那么,为什么是中国团队找到了这些病毒?关键在中国这些年深海技术的大步跨越。
过去想往深海取样,要么依赖外国科考船,要么看别人脸色合作。如今中国既拥有自己的科考船、载人潜水器,也有自动取样设备,想去哪里取样就去哪里。
此次中国团队在太平洋多处取样、一做基因分析就炸出如此多新病毒,放在二十年前是想都不敢想的事。
技术进步同样是关键。过去做病毒研究,必须先把病毒培养出来,在实验室里养着才能研究,可海底病毒偏偏养不出来——它们要求高压、低温、黑暗的环境,实验室根本无法模拟。
因此以前只知道海底有病毒,却不知道有多少、是哪些。现在有了宏基因组测序,直接把环境里所有DNA测一遍,在数据里寻找病毒的特征,无需培养便能知道有什么。
这就像过去找外星人得派飞船前往,如今用望远镜分析光谱即可。此次中国团队在太平洋从浅海到几千米深处取了多个岩芯,把DNA提取出来逐条测序,再用人工智能识别哪些属于病毒基因。
这套流程听起来简单,实际操作却环环相扣,任何一步出错都可能导致结果失真。工作量极为庞大,测序数据量以TB计,分析还得依靠超级计算机。一次发现上万种新病毒,恰恰说明此前人类对海洋病毒的认知是何等贫乏。
这些发现离普通人的生活有多远?
那么,这一发现与普通人有什么关系?答案是长远的。
如今抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大难题,每年因耐药菌感染而离世的人越来越多。
若能从海底噬菌体中找到新的杀菌方法,未来连普通的伤口感染都可能依靠噬菌体来治疗——这并非科幻,西方国家已在开展噬菌体疗法的临床试验。
中国这次发现如此多的新噬菌体,等于建起一座巨大的天然药库,未来能从中开发出多少新药,谁也说不准。
此次发现之所以被称全球罕见,在于过去在海底发现新病毒往往只有几种、几十种,而这次一次上万种,正是得益于最新的宏基因组技术和更广的取样范围——从几百米到几千米,多个点位取样,发现的种类自然更多。
有人或许会问,这些病毒会不会帮我们对付新冠这类病毒?科学家的回答是思路不同。
新冠是感染人的病毒,海底这些是感染细菌的噬菌体,它们杀不了新冠。但噬菌体研究能帮助我们理解病毒如何入侵细胞,这个原理一旦搞清,对付人类病毒的思路也就有了。
何况噬菌体的基因编辑能力已被用于生物研究——大名鼎鼎的CRISPR基因编辑技术,最早正是在细菌的免疫系统中发现,而那个免疫系统正是用来对付噬菌体的。
深海之下,藏着远超想象的生命世界
随着这些病毒的基因数据被存入数据库,全世界的科学家都能前来研究——有人探索它们的进化历程,有人研究它们的基因能否成为工具,有人关注它们在生态中的角色。
这个数据库建成后,就是一座全球性的研究平台。这次发现的意义,远不止几篇论文。它提醒我们,地球上我们没见过的生命,远比见过的多得多,人类对地球生命的了解,或许连冰山一角都算不上。
海底之下还有多少病毒、多少细菌、多少难以想象的生命形式?没有人知道,但只要继续向深海进发,这些秘密就会被一个一个揭开。
事实上,中国近年来在深海科学考察上的持续推进,正是这一发现的坚实后盾。
据自然资源部公布的信息,中国已建立起涵盖"蛟龙"号载人潜水器、"深海勇士"号、"奋斗者"号等多型装备的深潜体系,并多次组织全球变化与海气相互作用专项等大规模深海调查航次,在太平洋、印度洋等海域开展多学科综合考察。
这些科考航次积累的样品与数据,为此次在太平洋海底发现大量新病毒提供了重要的基础条件,也标志着中国深海研究正从"跟跑"走向"并跑"乃至部分领域"领跑"。
太平洋的这一发现,不只是一项科研成果,更是人类重新认识自身所处星球生命版图的一步。那个藏在海底几千米、我们几乎未曾踏足的生命世界,正在一点一点向我们敞开大门,而它手中握着的,或许是解决人类未来难题的钥匙。