北京
▲科學家破解深海水虱抗餓機制（視頻由AI生成）
深海終年幽暗低溫，食物極度匱乏。如何在這種“寡營養”環境中活下去，是深海生物面臨的最大考驗。
2014年，巨型甲殼類生物深海水虱可連續五年斷食存活的報道引發學界關注。該物種還遵循“柯普-伯格曼法則”——住得越深，長得越大。這帶來了一個明顯的“能量矛盾”，即體型越大，需要的能量應該越多，但深海食物普遍短缺。解開這個問題，就能理解深海水虱為何能“餓不死”。
近日，中國科學院海洋研究所等科研團隊通過多組學分析和功能實驗，首次揭示了這一超強耐餓能力背后的秘密——深海水虱“挾持”了一個細菌的能量代謝相關基因，通過表觀遺傳調控，實現了在低代謝率下對能量的極致利用。
▲詹姆斯深水虱（下）和道氏深水虱（上）
01
兩招制勝
研究發現，深海水虱演化出了一套“開源節流”的雙重生存策略。
其一，把胃撐大。深海水虱的胃部體積可達身體的三分之二。它的胃里裝滿了食物，但幫助消化的“好細菌”（如厚壁菌）并不多，反而聚集了大量與儲存脂肪有關的細菌（如衣原體）。這樣既能降低食物消耗速度，又能促進特殊儲能器官脂肪體的形成。
其二，把代謝降到最低。多項生理指標顯示，深海水虱的基礎代謝率遠低于近海物種。
這兩招組合起來就是，有機會就暴食一頓，然后靠著低代謝慢慢消耗，讓一頓飯管上好幾年。
▲深海水虱適應深海寡營養環境的雙重策略
02
“挾持”細菌的能量代謝
相關基因
研究人員進一步發現，深海水虱超強耐餓能力，與一個名叫ND1的基因密切相關。
這個基因原本屬于一種共生細菌，通過“水平基因轉移”插入了深海水虱的基因組。
作為外來基因，ND1打破了兩條“常規”：一是它被多次復制，二是它表達量極高。
同時，深海水虱還演化出一種“高效節能、精準調控”的基因開關——組蛋白乙酰化修飾，正是它精準地打開了ND1的超高表達。
03
常溫下幫倒忙
低溫下成救星
為了驗證ND1的作用，研究人員將ND1基因轉入斑馬魚、線蟲等。結果發現，在常溫下，ND1反而加速了能量代謝，讓這些動物更不耐餓；而在模擬深海低溫環境中，ND1卻有效抑制了能量消耗，降低線粒體活性，使斑馬魚的耐饑餓能力提升了37%。
這表明，ND1就像代謝的“微調旋鈕”，能根據自身需求調節代謝抑制程度，巧妙解決了“既要長成巨型身體，又要在極端環境下省能量”的矛盾。
▲深海水虱的超強耐餓機制解析
該研究首次揭示，深海巨型動物通過“水平基因轉移+表觀遺傳優化”重新編程自身能量分配。
該研究闡明了深海水虱實現巨大化體型與低代謝率之間能量代謝平衡的獨特機制，發現了其中的關鍵調控基因，為理解極端環境中生命如何平衡生長與生存提供了重要研究范本，有望為壽命延長、肥胖干預等相關領域的研究提供新思路。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.012
來源：中國科學院海洋研究所
責任編輯：梁春雨
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