近日，上海交通大学肖湘、赵维殳团队联合中科院深海科学与工程研究所、厦门大学等单位的研究人员，在《Cell Host & Microbe》发表研究，首次揭示海底地形是调控深渊海沟微生物群落与碳循环的潜在关键因子，更新了深渊以水深为主导因素的传统认知。
研究团队借助“奋斗者”号全海深载人潜水器，在马里亚纳海沟挑战者深渊获取高精度地形图与沉积物样本，通过宏基因组、宏蛋白组及地球化学耦合分析，发现精细地形结构在万米深处创造了大量异质性微环境，凹陷地形是此前未被识别的微生物“隐秘热点”，深刻重塑了地球深处生态功能与碳收支格局。
该工作将地形从“背景参数”提升为核心生态变量，提示过去对深海碳循环的估算可能系统性低估了复杂地形中隐藏的活性热点。
研究进一步表明，深渊并非封闭的“沉积终点”，而可能与上层海洋存在微生物双向交换，团队开发的种群扩散追踪方法已开源；
(https://github.com/zhenjiaofenjie/ProPopMove)，为地学、海洋学、大气科学等领域提供了微生物信息反演大尺度输运过程的新工具。
研究核心亮点：
· 地形是深渊微生物异质性的关键调控因子：
地形指数（TPI）对地球化学参数的解释力超越水深，对微生物群落结构的影响与水深度相当，揭示地形是长期被忽视的决定性变量。
· 海沟底部充当微生物“庇护所”：
沟底区域维持了较高的微生物生物量、多样性和活性，为端环境下的生命提供稳定栖息地，支撑活跃的生态系统功能。
· 精细凹凸地形塑造相近水深下的微生物差异：
在同一深度的邻近站位，凸起脊部与凹陷洼地呈现截然不同的群落结构和功能活性，地形微异质性成为关键驱动。
· 凹陷区孕育隐秘热点并可能促进向上扩散：
深渊坡面凹陷处不仅维持高活性微生物热点，还可能通过阶梯状地形成为微生物从深渊向浅层海域向上扩散的中转站，更新了深渊“只进不出”的传统观点，为深渊与上层海洋的物质交换提供新线索。
本研究不仅为科学界提供了对深渊生态系统的新认知，更建立了一套可复制的“地形—地球化学—微生物活性”定量建模工作流，实现少量站位外推区域碳输入格局，为未来在采样稀疏的端环境中开展大范围生态预测和生物地理学分析提供了方法论框架。
本文为“溟渊计划”（马里亚纳海沟环境与生态研究计划，英文简称MEER计划）的研究成果之一。
科学研究