全球海洋考察揭示大量新生命形式

　　在搭乘一艘縱帆船，對全球海洋微小生物進行了為期3年半的考察工作后，一個研究團隊日前報告了這項調查的第一批成果，揭示了海洋浮游生物豐富而多樣的面貌。

　　研究人員于2009年9月從法國洛里昂乘坐36米長的塔拉號出發。他們在航程中的210個地方采集了約35000件樣本，該項研究旨在對地球的上層海洋建立一個整體認識。

　　科學家在5月22日出版的美國《科學》上用5篇論文介紹了這一研究成果。包括一個超過4000萬微生物基因的目錄——大多數是之前未有報道的，以及約5000個病毒基因類型，同時還有對15萬種真核生物（復雜細胞）的評估，這大大超過了目前已知的11000種真核浮游生物的數量。

　　伊利諾伊州阿貢國家實驗室微生物生態學家Jack Gilbert表示，海洋擁有如此巨大數量的包含眾多遺傳多樣性的生物體并不讓人感到意外。而最讓Gilbert感到激動的是這些論文展示了一個基因數據庫如何能夠被用來預測微生物之間的生態學關系，以及分析海洋生態系統如何對環境變化作出響應。

　　Gilbert說：“整個項目提供了一個真正有價值的數據庫，從而使我們能夠以一種前所未有的方式探尋全球的海洋微生物生態系統。”

　　該項目主管、德國海德爾堡歐洲分子生物學實驗室細胞生物學家Eric Karsenti指出：“我們正在嘗試理解整個生態系統的行為，而不是研究一個物種、生物體或分子。”

　　基于J. Craig Venter研究所全球海洋采樣考察的模型，塔拉海洋科考隊從他們采集的全部海洋生物體樣本中提取了脫氧核糖核酸（DNA）。研究人員利用生物信息學軟件對這些DNA進行了測序和分析，旨在確定他們擁有多少不同的生物類型。這種名為宏基因組學的方法使得科學家能夠對這些基因的功能進行預測。

　　然而Venter研究所的工作主要聚焦于細菌，塔拉海洋項目的目標卻是整個微觀生態系統——從病毒到10倍大的魚苗。同時該項目在深度上還有更大的搜索范圍——從陽光照射的上層海水直至2000米深處的“午夜區域”。研究人員并且對每一種生物學樣本都進行了詳細的環境測量。

　　其中一項分析確定了上層海洋區域微生物群落結構的關鍵影響因素——溫度，從而讓科學家能夠對全球變暖對于海洋生態系統構成的戲劇性影響有一個更加全面的認識。

　　但Gilbert認為，最有趣的是研究團隊如何利用基因數據預測生物個體之間的相互作用。

　　Karsenti指出，在研究中形成的一個基本觀點是，生物體之間的聯系有72%是積極的，即大多數共生或寄生關系是和平共處的，而不是排他性的關系。它表明合作——而非競爭——可能是生態系統結構和生物演化的主要驅動力。

　　“在進化論中，我們總是說適者生存。”Karsenti說，“我不認為這是它的工作方式。它更像是系統生存。”

　　研究人員指出，很多數據還有待分析，包括那些塔拉探險收集到的北冰洋樣本。但是，該項目的生物信息學數據和海洋測量結果如今已經公開供任何人訪問。

　　海洋浮游生物是指懸浮在水層中常隨水流移動的海洋生物。這類生物缺乏發達的運動器官，沒有或僅有微弱的游動能力；絕大多數個體很小，須在顯微鏡下才能看清其構造，只有個別種的個體甚大；其種類繁多，隸屬于植物界和動物界大多數門類；數量很大，分布較廣，幾乎世界各海域都有發布。