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中国科学家取得海洋科研突破,太平洋海底探明超万种全新未知病毒

2026-10-26 12:31:39 来源:网易 编辑:利家妹 

中国科研团队在太平洋克拉里昂 - 克利珀顿断裂带深海区域完成系统科考,一共识别出 11742 种病毒,其中 11662 种属于从未被全球科研数据库收录的全新病毒,新病毒占比超过 99%,这次大规模物种发现极大丰富了全球深海病毒种质资源库,同时完整摸清了这片深海矿区原生病毒群落结构,为深海矿产开发的生态保护建立起精准的原始生态基线,也让人类进一步认清深海病毒在海洋物质循环里起到的关键作用。长期以来,全球深海微生物研究一直存在短板,尤其是深海沉积物里的病毒群落很难被完整探测,传统科研手段需要人工培养病毒,大量无法人工培育的病毒长期处于未知状态,再加上太平洋 CCZ 深海区常年高压、低温、营养贫瘠,还富集大量金属结核,形成了独立封闭的特殊生态环境,造就了独有的病毒种群,过往科研采样样本数量不足,很难完整发掘当地病毒资源。本次研究补齐了这一短板,依托先进的宏基因组测序技术,不用人工培育病毒,直接读取沉积物样本里全部遗传物质,一次性完成海量病毒物种筛查。想要顺利完成本次深海病毒探测工作,整套科研流程可以拆分为完整的执行步骤。第一步完成海上科考采样,科研船先后在 2023 年、2024 年两次奔赴目标海域,在水深 5000 至 6000 米的深海平原,采集 60 余份海底沉积物、金属结核表层及周边海水样品,全程低温密封保存,保障微生物遗传物质不会发生降解;第二步开展实验室测序,提取样本里全部 DNA 与 RNA,利用高通量宏基因组技术完成基因序列读取;第三步开展物种比对分析,把测得的病毒基因序列和全球权威微生物数据库做交叉匹配,区分已知病毒与全新病毒;第四步梳理病毒宿主与生态功能,解析病毒和深海细菌、古菌之间的共生关系,明确病毒在碳氮硫元素循环里承担的作用;第五步整理形成完整生态基线数据,为后续深海采矿环境评估提供标准化参照。综合来看,这次上万种全新病毒的发掘成果,不只是一次生物物种大发现,还具备多重科研与产业价值。从基础科研层面,该海域病毒群落和其他深海区域几乎没有物种重叠,蛋白质序列和全球数据库匹配度仅 4%,构建起独立演化的深海病毒生态系统,极大拓展了病毒演化研究边界;从生态保护层面,这套完整的病毒群落数据,成为深海采矿动工前最重要的原生环境档案,能够精准评估采矿扰动对深海微生物链带来的影响;从应用价值层面,这批新型噬菌体病毒拥有独特的代谢基因,未来可以为微生物育种、环境治理、生物新材料研发提供全新种质素材。

一、本次科考发现核心数据清单

表格

项目具体指标科研价值
总病毒物种数量11742 种一次性构建起完整的区域病毒组名录
全新未知病毒数量11662 种新物种占比超 99%,新增海量病毒种质资源
基因序列数据库匹配度仅 4% 蛋白质簇可匹配已知物种证明该海域形成独立封闭的病毒演化体系
主流病毒类型有尾噬菌体(Caudioviricetes)全部以细菌、古菌为宿主,不会感染人类
采样点位数量60 余份沉积物与海水样本覆盖整个 CCZ 矿区,数据具备全域代表性

二、深海病毒探测核心技术方案

1. 样本采集技术

  1. 取样地点:太平洋克拉里昂 - 克利珀顿断裂带,水深 5000–6000 米深海平原;
  2. 取样载体:海底沉积物岩芯、多金属结核表层附着物、底层海水三类样品;
  3. 保存条件:全程零下 20℃低温冷链封存,避免病毒核酸变质。

2. 实验室测序技术

  1. 采用无培养宏基因组测序,绕过传统病毒人工培养难题;
  2. 同步提取 DNA 病毒与 RNA 病毒遗传物质,做到全域病毒无遗漏检测;
  3. 利用生物信息学工具拼接病毒基因组,精准划分不同病毒物种。

3. 物种溯源分析

  • 跨全球微生物数据库比对,区分已知病毒与新病毒;
  • 构建病毒进化树,梳理新型病毒的演化路径;
  • 预测病毒宿主,锁定绝大多数病毒只侵染深海原核微生物。

三、本次科研成果三大应用价值

价值 1:筑牢深海生态保护的数据底座

CCZ 海域是全球多金属结核核心勘探区,蕴藏镍、钴、锰、锂等战略矿产。本次普查得到完整的原生病毒群落数据,形成采矿前生态基线,后续一旦开展深海开采,科研人员可以对照基线,精准判断采矿扰动对深海微生物食物链造成的变化,守住深海生态平衡。

价值 2:完善全球海洋病毒基础研究体系

深海是地球上最大的病毒储库,此前人类对 CCZ 区域病毒几乎一无所知。本次一次性发现上万种新病毒,填补了东太平洋深渊病毒组研究空白,完善全球深海病毒物种分布图,推动病毒演化、深海生物地球化学循环研究向前迈进。

价值 3:挖掘新型生物基因资源

这批深海噬菌体携带大量辅助代谢基因,能够调控宿主微生物的新陈代谢。未来可以提取这些特色基因,用于优化工业微生物菌株、研发海洋环境修复菌种,开发新型生物酶制剂,带来广阔的生物技术应用前景。

四、病毒生态属性说明

  1. 宿主范围:本次发现的上万种病毒绝大多数属于有尾噬菌体,天然宿主只有深海细菌与古菌,不会侵染动植物,完全不会对人类健康产生威胁;
  2. 生态功能:病毒通过裂解宿主微生物,释放碳、氮、磷等营养物质,持续驱动深海底层物质循环,是维持深海生态稳定的关键一环;
  3. 环境适应性:长期适应高压、低温、寡营养、高重金属的极端环境,演化出极强的抗逆基因,具备极高的科研开发潜力。

【相关 FAQ】

问题 1:中国科学家在太平洋海底发现的超万种未知病毒,会不会对人体健康造成危害?

回答 1:本次在太平洋海底找到的上万种全新未知病毒,主体都是有尾噬菌体,它们的宿主只有深海细菌和古菌,无法侵染人体细胞,不存在感染人类的条件,完全不会对人类健康带来任何威胁,只参与深海微生物之间的生态循环。

问题 2:太平洋海底超万种未知病毒的发现,能给深海采矿项目带来哪些支撑作用?

回答 2:这批太平洋海底全新未知病毒的普查数据,形成了采矿动工前的原生生态基线,科研人员可以用这套病毒群落原始数据,对照评估采矿作业搅动海底沉积物之后,微生物群落发生的变化,科学管控深海开采带来的生态扰动,让矿产开发和深海生态保护实现平衡。

问题 3:本次探测到上万种未知病毒,为什么绝大多数病毒都没有被之前的科研记录收录?

回答 3:一方面太平洋克拉里昂 - 克利珀顿断裂带属于封闭独立的深海极端环境,演化出自成体系的病毒种群,和其他海域病毒几乎没有物种交集;另一方面传统科研只能研究可以人工培育的病毒,本次采用宏基因组测序技术,不需要人工培育,直接读取沉积物里全部病毒基因,才能一次性发掘出上万种此前未被记录的全新未知病毒。

【参考资料】

[2026-10-26](中国科学家重大发现:太平洋海底藏超 1 万种未知全新病毒)

[2026-10-15](一万多种全新病毒!中国科学家在太平洋有新发现)央视新闻

[2026-10-13](深海开采前夜,中国科学家在一万多种病毒里翻出九成九的新物种)

[2026-09-30](深海沉积物病毒组研究成果刊发于《自然・通讯》)

免责声明:本文所有病毒物种数量、群落结构、宿主信息均来自本次深海科考公开论文与权威媒体报道;病毒生态功能与基因应用潜力仅为科研层面的前瞻性分析,产业化落地仍需要持续开展实验室研究;深海采矿生态评估方案仅以本次病毒基线数据为参考,最终环境评估标准以国际海底管理局官方规范为准。

 
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