深海生物商业利用，背后采矿风险知多少

数千个来自深海海洋生物的基因正被用于制造从药品到化妆品等新的商业产品。

基因是 DNA 的片段，为制造对生物体结构和功能起关键作用的其他分子提供指令。

在我们和其他同事最近发表的一篇论文里，我们探讨了生物勘探——即从动物、植物和微生物中探寻和发现潜在产品——怎样能够成为深海采矿破坏性较小的一种替代方案。

值得注意的是，所有使用海洋基因的大型公司都在一定程度上从深海生物那里获取了这些基因。

深海动物拥有独特的基因，这使得它们能够在地球上绝无仅有的环境中生存，那里极度寒冷、压力超大且一片漆黑。

大多数是历经数百万年进化、能够在极端条件下蓬勃生长的微生物。

深海酶是由生活在极端环境中的生物的基因编码的一类分子，在其他酶通常无法起作用的条件下能保持稳定。

它们在高压和较宽温度范围内催化化学反应的能力，让它们在制造工业和消费品（包括药物、食品、洗涤剂以及生物燃料）时具有商业价值。

有一个显著的例子，是关于生活在高盐环境中的细菌的。

这种微生物是从距离日本伊良部岛近海 130 公里、伊良部海岭附近 1050 米深处采集的海洋沉积物中分离出来的。

它的一种酶已被证明能够通过帮助将纤维素分解为易于降解的纸浆，进而提高将农业废弃物转化为葡萄糖的效率。这是将生物质转化为乙醇（一种可再生生物燃料）的关键步骤。

从一种在极高温度下生存的细菌中提取的另一种酶被发现能够高效地完全去除牛奶中的乳糖。

有些生物促成了多项发明，比如从距离墨西哥海岸约 600 公里的东太平洋海隆的一个热液喷口 2625 米深处采集的一种深海蠕虫。这种蠕虫携带一种能产生一种分子的细菌，这种分子被用于开发一种护肤霜，因为它有助于使皮肤不易受到太阳和污染的损害。这种细菌能够在 100°C 以上的温度下生存，这种非凡能力也使其成为克服地球轨道上小型卫星过热问题的模式生物。

这仅仅是从深海物种中获取并应用于技术的超过 16000 种蛋白质里的几个例子，被收录在 此数据库 中。

深海物种的创新潜能还没有被充分挖掘。到 2024 年为止，仅有四分之一的海床完成了 测绘工作，大多数深海物种 依旧未被发现。

但深海生物在地球系统运作中的重要作用可能远远超出了此前的理解。

研究人员近期在太平洋的海底发现了浓度异常高的氧气，其被称作“暗氧”。这种氧气有可能是通过电解产生的——电流把水分解成了氢和氧。

在海洋底部，电荷可能会在何处产生？也许在多金属结核的表面，这是由众多不同金属组成的岩石状结构，其在与海水相互作用时会产生电位差。

这些金属的形成受生活于其上的微生物活动影响，而这反过来又影响了周边环境的化学性质。暗氧的产生对于生活在没有阳光的海洋中的其他物种的呼吸可能至关重要。

不幸的是，深海生态系统正因海底采矿获取矿物而受到威胁。多金属结核被视为锰、镍和稀土元素的潜在资源——即用于制造电子产品和计算机的材料。

克拉里昂-克利珀顿区，一个近期发现暗氧的太平洋区域，已被划分为16 个采矿区。

研究人员和活动家已警告称，深海采矿可能会严重破坏海洋生态系统，并强调了对这些行动长期后果缺乏科学共识这一情况。

一旦遭到干扰，这些生态系统所代表的进化历史或许会永远消失。

国际海底管理局负责对国际水域采矿活动的管理进行监督。尽管它尚未批准任何商业采矿，但它因据称忽视环境问题而遭致批评。

新国际海底管理局秘书长莱蒂西亚·卡瓦略（Leticia Carvalho）的此次当选，为保护世界海洋的重要区域提供了契机，这对自然和人类福祉皆至关重要。

我们必须重新思考深海的真正价值，并思考失去它对世界其他地区可能意味着什么。