深淵獅子魚：挑戰(zhàn)生命極限

徐涵：

獅子魚的存在提醒我們：真正的適應(yīng)，不是對環(huán)境妥協(xié)，而是創(chuàng)造可能。

萬米深海，一度被認(rèn)為是脊椎動物生存的禁區(qū)，但隨著深海探測技術(shù)的不斷發(fā)展，人們在超深淵帶陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大量生命形式。例如，在超過8000米的深淵海溝，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了深淵獅子魚的身影（以下簡稱獅子魚）

身處如此黑暗、冰冷的角落，獅子魚怎樣挑戰(zhàn)生命的極限，為自己謀求一條生路？作為目前已知棲息深度最深的魚類之一，在生命進(jìn)化中，它們何以締造生命的奇跡？

新聞記錄卡

日前，中國科學(xué)家基于我國自主深潛技術(shù)獲取的深海和深淵魚類樣本庫，首次實現(xiàn)了從基因到生態(tài)系統(tǒng)層面的多維度突破，獲得6大典型深海魚類類群、共11種深海魚樣本，其中6種生活在超深淵帶（gt;6000米），并由此構(gòu)建了深海魚類“生命進(jìn)化樹”。

超深淵帶是什么樣的地方？

徐涵：海洋平均深度約3700米。一旦超過6000米，就進(jìn)入了被稱為“超深淵帶”的極端區(qū)域。

這片區(qū)域陽光完全無法穿透，溫度常年保持在1- ，食物非常匱乏，最關(guān)鍵的是水壓巨大：相當(dāng)于一個指甲蓋上站立一頭大象的壓力。對于一般的脊椎動物來說，這種壓力足以壓潰細(xì)胞膜、壓壞骨骼，甚至讓蛋白質(zhì)失去功能結(jié)構(gòu)。

獅子魚長什么樣？它們是如何從形態(tài)上適應(yīng)深海環(huán)境的？

徐涵：獅子魚的外形乍看像一條“透明果凍魚”：體表幾乎無色素沉積，呈現(xiàn)半透明狀態(tài)，內(nèi)臟與肌肉結(jié)構(gòu)清晰可見。

它的骨骼系統(tǒng)顯著退化，以軟骨為主，頭骨不完全閉合，可避免因外部高壓而腦腔破裂。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，這種骨骼特征與骨鈣蛋白基因中的移碼突變密切相關(guān)，該突變導(dǎo)致其骨骼不完全骨化。

獅子魚有著膨大的肝臟、較薄且富含膠原蛋白的肌肉層。這樣的結(jié)構(gòu)有助于它在深海中控制浮力、維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)，體現(xiàn)出高度“量身定制”的深淵生存形態(tài)。

深海中無光，獅子魚如何感知環(huán)境？

徐涵：對于生活在淺水區(qū)的魚類來說，“看”是獲取信息的重要方式。在6000米以下的超深淵區(qū)，陽光完全無法抵達(dá)，眼睛幾乎派不上用場。于是，像獅子魚這樣的深?！熬用瘛?，雖然有眼睛，但在長期演化中失去了大多數(shù)感光基因，只保留著暗視覺基因，用來識別深海微弱的生物發(fā)出的光

研究發(fā)現(xiàn)，獅子魚的聽覺系統(tǒng)顯著增強(qiáng)?？梢哉f，它們在黑暗中用耳朵代替了眼睛，來判斷方向、尋找食物甚至進(jìn)行交流。

盡管生活在沒有光的世界，獅子魚并非“盲魚”，而是以退為進(jìn)，放棄對無用感官的資源投入，轉(zhuǎn)而進(jìn)化出更為敏銳的聽覺和觸覺系統(tǒng)，這正是深海生物智慧適應(yīng)環(huán)境的縮影。

獅子魚吃什么？它是怎么熬過“長期斷糧期”的？

徐涵：深海，尤其是6000米以下的超深淵區(qū)，是地球上最貧瘠的生態(tài)系統(tǒng)之一。由于缺乏初級生產(chǎn)力，這里的生物幾乎全靠“天上掉下來的飯”生存一一也就是從表層海洋沉降下來的有機(jī)碎屑、動物尸體。

科學(xué)家通過分析獅子魚的胃內(nèi)容物發(fā)現(xiàn)，幾乎所有樣本中都能找到大量鉤蝦殘骸，有時甚至超過上百只。

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鉤蝦吃什么呢？

原來，鯨魚死亡之后，尸體會沉入大海，被稱為“鯨落”。這樣一個“突然掉落的大蛋糕”往往會在短時間內(nèi)吸引大量以腐食為生的甲殼類動物，鉤蝦便是其中之一。

但獅子魚真正的“生存秘訣”，在于它能夠高效利用、儲存和節(jié)省能量。

在獅子魚的肝臟中，科學(xué)家檢測到大量中性脂肪和膽固醇酯，這些就像它體內(nèi)的“能量銀行”，能在長時間無食可吃時緩慢釋放能量，供給身體使用。

更厲害的是，獅子魚演化出了一系列與脂質(zhì)代謝和抗氧化保護(hù)相關(guān)的分子機(jī)制，減少脂質(zhì)在長期儲存過程中的氧化損傷，從而在深海這個“饑餓是常態(tài)”的環(huán)境中始終保持健康。

獅子魚為什么不會被巨大的水壓“壓壞”？

徐涵：在超深淵海溝超過60兆帕的巨大水壓下，生命要想正常運轉(zhuǎn)非常不容易，一般的生物在這樣的環(huán)境下，細(xì)胞膜會變硬，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)會變形甚至失效，但獅子魚演化出了一整套保護(hù)自己的“分子抗壓術(shù)”。

一是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。細(xì)胞膜就像細(xì)胞的“防護(hù)外衣”，太硬會脆裂，太軟則不穩(wěn)。獅子魚的細(xì)胞膜中含有大量不飽和脂肪酸，可以使膜柔軟又有彈性，即使在高壓環(huán)境下也能讓細(xì)胞保持靈活性，維持營養(yǎng)運輸、信號傳遞等功能。

二是蛋白質(zhì)穩(wěn)定機(jī)制。在高壓環(huán)境下，蛋白質(zhì)容易“變形走樣”，無法完成它們應(yīng)做的工作。獅子魚體內(nèi)富含氧化三甲胺（TMAO），這種小分子物質(zhì)就像蛋白質(zhì)的“定型噴霧”，能幫助蛋白質(zhì)在高壓環(huán)境下保持正確的三維結(jié)構(gòu)。

作者系中國科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所博士后。