来自雅浦海沟北部和南部沉积物的35个宏基因组数据集

海洋最深的V形峡谷中的生命

远离阳光可及之处，海底向下延伸成狭窄的V形峡谷，称为海沟。这些地方是地球上最极端的栖息地之一，但其泥土中却充满了默默驱动全球化学循环的微观生命。本文研究了位于西太平洋的雅浦海沟，并提供了一个丰富且公开可用的基因与基因组目录，来自生活在其深沉积物中的微生物。

在碾压般深度下的隐秘世界

哈达尔带自海面下约6000米开始，虽然只占海底面积的一小部分，但却涵盖了近一半的海洋深度范围。这些深度由构造板块的碰撞与俯冲塑造，形成陡峭、孤立的海沟，具有极高压力、低温和独特的化学环境。早期研究表明，哈达尔泥层中存在能够分解复杂有机物并可能在黑暗中固碳的丰富微生物。然而，对于大多数海沟，科学家仍缺乏广泛而详细的遗传数据，无法全面理解这些微生物的身份及其功能。

一个南北分隔的天然实验室

雅浦海沟位于更为人所知的马里亚纳海沟和帕劳海沟之间，多条构造板块在此交汇。其狭窄、尖锐的剖面以及北、南两段的分隔构成了一个天然实验。南坡相较北坡具有更平缓的坡面、更弱的地震活动，以及沉积物中更高的有机质含量。这样的差异预计会塑造不同的微生物群落。为探究这一点，研究团队使用载人潜水器从海沟西坡采集了三根沉积物核心，实现从深海平原到最深海沟底的覆盖，并将每根核心从表层向下切成薄层样本。

将泥样变成数字DNA地图

研究团队从35个沉积物子样本中提取DNA并采用高通量测序。与在实验室逐个培养微生物不同，他们采用宏基因组方法，将每个样本中的所有DNA片段组装为更长的序列，并将这些序列分到代表部分或近完整基因组的“箱”中。他们使用了多种分箱工具并实施严格的质量检查以降低污染并确保基因组重构的可靠性。总体上，他们预测出约3200万个非冗余基因，并重建了404个宏基因组组装基因组，其中许多为高质量基因组。

谁生活在那里以及他们能做什么

通过将回收的基因与大型参考数据库比较，作者能够为约63%的基因指派可能的功能。这显示出广泛的生化能力，包括分解复杂有机化合物以及在能量受限的深海环境中预期存在的其他代谢途径。所得到的基因组覆盖至少26个主要谱系的微生物。若干细菌类群占据样本优势，包括α-和γ-变形菌、Phycisphaerae、Nitrospiria和Dehalococcoidia等。一些类群在较浅的深渊泥中更为常见，而另一些则在最深的哈达尔层中富集，这暗示深度和局部条件促成了在黑暗中不同的生存策略。

深层生物圈的参考图书馆

这项工作并非只提出一个特定的生态学故事，而是提供了一个基础：一个精心整理的DNA序列与基因组库，来源于世界上最偏远栖息地之一。所有原始测序数据、重建的基因组及支持信息都被公开存档，便于其他研究者探讨海沟微生物与其它环境的差异、它们在碳循环中的作用，以及生命如何适应极端压力与隔离。对非专业读者而言，关键结论是：即便在最深的海底泥中，生命也依然丰盛、多样且在生化上富有创造性——我们现在拥有一套强大的遗传线索，开始解码这一隐秘生态系统的运作方式。

引用: Niu, M., Fu, L., Yan, Q. et al. 35 metagenomic datasets from the northern and southern parts of the Yap trench sediments. Sci Data 13, 422 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06812-4

关键词: 深海微生物学, 最深海沟带, 雅浦海沟, 宏基因组学, 沉积物微生物