学科前沿

海洋覆盖了地球表面的约70%，其中三分之二位于3500米以下的深度，庇护着地球上仍未被探索的生物多样性区域。深海蕴含着广泛的基因组资源，可能是地球上生命进化最大的档案。它还贡献了大量已实现或潜在的服务，但正受到日益增加的人为影响。基于形态学识别和类群描述的经典生物多样性研究(其中一些始于19世纪晚期)使研究人员得以触及这一广阔生态系统的表面，证明了深海平原的低生物量特征与高水平的地方多样性和异质性相结合。几乎所有动物门(世界海洋物种注册库Worms确认的31个门中的27个)都在深海中都有发现，截至2025年1月，"世界深海物种注册库"(WoRDSS)列出了略多于30000个物种。虽然最初的研究集中在深海平原和峡谷，但20世纪70年代末化能合成生态系统的发现扩大了深海研究的范围，并强化了深海是分布在不同独特生态系统中的丰富生物多样性来源这一观点。深海平原和丘陵代表了超过一半的海底景观，而深海的地貌特征是新生物正在被发现最多的地方，揭示了由不同空间尺度上运行的多种环境参数驱动的分布异质性。自Grassle和Maciolek提出的1000万种物种以来，关于深海物种(以及可能的生态系统)数量的大型不确定性一直是活跃的争论主题。在这一大部分未被采样的地球区域中，一些作者认为深海生物多样性可能超过沿海地区存在的生物多样性，而另一些人则认为深海与浅水之间生物多样性的不平衡是有据可查的。参与基本生物地球化学循环(碳、硫等)、水柱过程、初级和次级产物运输的深海物种多样性、它们的相互作用及其分布驱动因素在很大程度上仍然未知。这些知识的缺乏阻碍了它们对整个海洋环境生态学精确作用的理解，并引起了对这一仍然神秘区域的保护的关注，特别是在深海面临日益增加的人为压力(包括深海采矿前景增加)的背景下。

综合来自各种地方和区域研究的结果使我们提出了关于历史和当代环境参数(如深度、纬度、沉积物性质、深水团性质、从表面沉降的颗粒有机碳[POC]浓度等)影响海底生物多样性性质和分布的假设。诚然，这些解释受到以下因素的限制：(1)任务的巨大规模，涉及数平方米的沉积物/岩石和在实验室中分类、识别或描述物种的无数小时，仅限于地方，至多是区域尺度研究；(2)采样装备和采样协议缺乏标准化(在深海超越一定复杂性水平时并不总是现实的)，阻止了比较或综合编目(除其他外，由于物种描述和识别相关的观察者效应)；以及(3)许多生物的微观性质严重限制了深海生命的全球编目以及这一广阔生态系统对全球地球生物多样性和功能贡献的理解。近年来，环境DNA和高通量测序的开发提供了生物多样性的快照，并证实了深海生物多样性和分类学差距的程度；然而，使用一组不同的采样和分子协议阻止了跨生命树提取跨研究的全球模式的几项全球性项目导致了对水柱中微观世界的全球尺度分析(OSD、Tara、Malaspina)，但尚未进行整合深海底栖生物的此类项目。

与这些早期倡议一样，要获得对深海生物多样性的全球评估，需要一个基于标准化采样和分析方法的泛大洋项目，这些方法既适用于微生物界也适用于多细胞真核生物。这一观察是法国海洋开发研究院(Ifremer)于2016年启动"Pourquoi Pas les Abysses?"项目的主要动机，旨在建立从采样到分子和生物信息学策略的标准化流程。该项目专注于测试和验证严格和标准化的协议，以设计从采样策略到深海多样性分子和生物信息学分析的完整分析管道，从海底与水柱的比较，为综合全球尺度编目铺平了道路。这些协议作为概念验证，在eDNAbyss项目期间应用于在全球不同深度收集的1500多个深海样本。eDNAbyss项目于2018年启动，与Tara Ocean集成，以改善深海海底和水柱中生命研究的生物学和生态学耦合。因此，该联盟产生了一组大型"组学"数据，包括宏基因组学、宏条形码和杂交捕获，以及环境数据(沉积物粒度、有机物等)。在本文中，我们提出了该数据集的完整概述、用于获得它的协议(列于表1-3并在以下章节中详细说明)以及访问它的方式。我们希望本文能够被其他团队采用，以扩展从采样到生物信息学数据分析的FAIR(可发现、可访问、可互操作和可重用)数据集和工作流程，逐步收集代表全球分类学和地理尺度深海生物多样性的数据。

内容来源：https://mp.weixin.qq.com/s/r1gQ-HDML77aY-m6rUn5HQ

学术文章：https://www.nature.com/articles/s41597-025-06009-1