深海中的生命會(huì)發(fā)光？

提起深海，很多人都想到黑暗、陰森、可怕等字眼，認(rèn)為那里一直是神秘而永恒的黑暗環(huán)境。但讓人感到意外的是，越來越多的研究證據(jù)表明，不僅深海熱液區(qū)，其他深海生境（如冷泉）也有東西在發(fā)光。

是的，你沒有聽錯(cuò)，在暗無邊界的深海中有百分之九十的生物都會(huì)發(fā)光，它們形態(tài)各異，有的長(zhǎng)得像哈密瓜，有的像外星飛碟……

眾所周知，萬物生長(zhǎng)靠太陽。的確，真光層生物的生長(zhǎng)或多或少都會(huì)受到光的影響。那么，既然深海有光的存在，是否已經(jīng)進(jìn)化出一些生命體能利用這些微光，來支撐微小生命呢？比如微生物。答案是肯定的。

深?！靶【`”——微生物

海洋約占地球表面總面積的71%，其中90% 的海洋平均水深大于1000米，被稱為深海，是地球上人們了解最少的生境之一。深海蘊(yùn)含著巨量的生物資源和特殊的生命過程，亟待我們?nèi)フJ(rèn)識(shí)和開發(fā)。

中國(guó)科學(xué)院海洋研究所孫超岷研究團(tuán)隊(duì)近幾年一直致力于深海光能研究，發(fā)現(xiàn)了一系列會(huì)利用光能的深?！靶【`”——微生物。

2021年，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種深海熱液細(xì)菌能在細(xì)胞表面形成大量規(guī)則的硫化鎘礦物質(zhì)，而這些礦物質(zhì)具有典型納米光學(xué)材料的光電子吸收特性，這種深海細(xì)菌能巧妙利用這種特性，利用熱液口發(fā)出的光使其更好地適應(yīng)深海環(huán)境。同年，研究團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)另一種深海熱液細(xì)菌能合成一種光敏色素，這種蛋白能幫助細(xì)菌利用熱液口發(fā)出的微弱紅外光。

海洋發(fā)光細(xì)菌高濃度聚集，在海洋中形成明亮的藍(lán)色斑塊

分離培養(yǎng)的形態(tài)各異的深海光能利用微生物

深海微生物為什么擅長(zhǎng)利用光能？

那么，為什么深海微生物會(huì)如此擅長(zhǎng)利用光能呢？

為了生存呀！深海相對(duì)于近海及陸地環(huán)境，缺少能支撐其生長(zhǎng)的足夠能量，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的生存環(huán)境中，如果能利用微弱的光能無疑能讓這些微生物在生存競(jìng)爭(zhēng)中勝出，繼續(xù)繁衍自己的后代。

此外，深海是否存在更多特殊的光，是否有更多的光能利用微生物和新途徑存在深海中？這些問題也無時(shí)無刻不在拷問著深海科研工作者。

和無際的太空相比，人類對(duì)深海的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。得益于國(guó)家深海探測(cè)裝備和技術(shù)的飛速發(fā)展，我們已經(jīng)能夠深潛到萬米之深的馬里亞納海溝，未來我們將親臨深海去捕捉深海微弱的光，去找尋能夠利用這些微光的深海“小精靈”，并利用特殊的儀器和這些“小精靈”對(duì)話，去了解它們利用光能的特殊本領(lǐng)和真實(shí)目的。

科考船拍攝的深海熱液噴口圖片

深海動(dòng)物主要發(fā)藍(lán)光

2022年，研究團(tuán)隊(duì)又從深海冷泉環(huán)境利用藍(lán)光富集的方法培養(yǎng)了一株細(xì)菌，這株細(xì)菌能借助其自身產(chǎn)生的藍(lán)光感受器感受藍(lán)光，而藍(lán)光恰恰是深海動(dòng)物的主要發(fā)光類型。

值得注意的是，藍(lán)光感受器的同源蛋白廣泛分布于深海微生物中，表明很多深海微生物也能通過類似的途徑感受并利用藍(lán)光。

那么，是否有深海微生物能通過經(jīng)典的光合作用途徑利用光能呢？最近，孫超岷研究團(tuán)隊(duì)在深海冷泉生境的確發(fā)現(xiàn)了這一類微生物的存在——綠彎菌，以前被稱為“綠色非硫細(xì)菌”，是細(xì)菌域中一個(gè)多樣性較高的類群。

綠彎菌成員廣泛分布在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，令人驚奇的是，這類細(xì)菌在實(shí)驗(yàn)室和深海條件下都能借助光合作用途徑利用紅光，這株光合綠彎菌的發(fā)現(xiàn)也為深海光合微生物的存在提供了實(shí)證。

掃描二維碼了解罕見的海洋深海生物