在海底深渊，她看见了不一样的世界

在前往马里亚纳海沟的过程中，她目睹过绚丽如星河的荧光生物，发现了“看不见的微生物绿洲”；在海拔5200米的青藏高原热泉，她一边吸氧一边工作，带回了一百多份珍贵的样本……她就是上海交通大学生命科学技术学院教授赵维殳。

4岁时萌动的好奇心，激起赵维殳对生命起源的求知欲；长大后，她义无反顾地一头扎进“冷门”的深海微生物研究领域，让世界看到了美丽的深渊生命全景图。那些“不毛之地”，也许藏着生命最壮丽的答案。

以下是赵维殳特别为中国科协官微“中国科协之声”讲述的她的故事：

“比流星雨好看一万倍！”

2021年11月13日，夜。

中国自主研发的万米级载人潜水器“奋斗者”号，像一只绿色的大头鱼，垂直扎进马里亚纳海沟的黑色深渊。

在马里亚纳海沟海底作业的“奋斗者”号。（受访者供图）

四周是全然的黑暗，安静得只剩呼吸声。突然，一滴水从舱顶掉下来，擦着我的胳膊，“叭”地落在脚边。我整个人瞬间石化，心想，完了，漏水了！旁边的潜航员罗红武老师淡定地站起来，拿软布擦了擦舱顶。他说，别紧张，这是冷凝水。从海面下来温度有三十摄氏度左右，到海底只有一两度，所以舱内我们呼出来的水蒸气凝结成水从舱顶掉下来。

然后，我趴在舷窗上，眼睛几乎贴住玻璃，看见了这辈子最震撼的画面。

黄的、绿的、蓝的、红的，荧光生物像打翻了的星河，嗖嗖地从眼前划过。发光的水母、拖着长长尾巴的浮游动物，有的跑直线，有的跑折线，那是捕食者在追逐。

“比流星雨好看一万倍。”这份震撼，让我忘了自己已经熬了三十几个小时没合眼了。

马里亚纳海沟海底的海葵。（受访者供图）

从表层到水下一千米，荧光从未断过。到了四五千米，荧光生物变少了，但已经突破了我们之前的认知——一般认为过了两三千米就不会有荧光生物了。

从这里我就开始意识到，前人说的不是不能信，但不亲眼看看就不会完全信。

那一天我明白了一件事：那些前人认为没有太多生命的地方，可能藏着完全不一样的世界。

什么是生命的起源？

很多人第一次见我的名字都会愣一下，“殳”怎么念？后来我找到一个好办法：湖北省博物馆有个文物叫“殳”，音同“书”，四棱军刺状，你们去看实物就行了。

至于这个名字的来历，其实挺绕的：“维”和“殳”分别是我爷爷做地下党时用的假姓，繁体“罗”和“段”的各一半。我的外公也参加过革命，是一名老红军。我从小跟着外公长大，他是我见过的最正直、勇敢、善良的人。他不爱讲什么大道理，只是告诉我：不管你成不成才，不能给国家和社会制造麻烦，要成为一个有用的人。

小时候家里有一套《科学家的故事》，里面讲了狂犬病疫苗的发明者巴斯德的故事。狂犬病患者的痛苦、恐水、精神失常，加上那时报纸上登的真实案例，让我感受到了深深的对“死亡”的恐惧。死亡的阴影压在一个4岁小孩的心上，怕极了。但怕到极致，我反而掉头去想：死到底是什么？心里进而产生了另一个问题，“生”是什么？生命又从哪里来？

这是我对于生命最初的好奇。小时候有人问我：如果你现在能问一个问题，问完马上就能知道答案，但知道之后你就会死，你会问什么？我回答：“生命的起源。”

高考那年，我三个志愿全部填了生物，不服从调剂。上海交通大学的创新氛围非常浓厚，我参加了学校的创新创业大讲堂，跟我同期的同学中不乏创业成功者，我当时也想过去创业，做生物医药，把实验室中的原创技术转变成下游的实实在在的产品。

转折来自大三那年，我旁听了一门通识课《海洋世界探秘》，授课教师是当时刚从海洋三所调到交大来的肖湘老师，他讲了很多他出海科考的经历，讲了他研究的深海热液、极端微生物。肖老师讲的东西我那时没听懂多少，主要是听个热闹，但他的一句话令我印象深刻：“深海热液是生命起源的摇篮。”但就这一句，把我拉进了深海微生物研究领域。

然而，在我入行的2010年前后，国际上深海微生物领域已经开始遇到瓶颈。但对生命起源的执念，让我毅然选择一头扎进神秘的深海微生物世界。

工作中的赵维殳。（受访者供图）

看看这地方到底是啥情况

2010年，肖老师把我送上了当时我国唯一的深海科考船，一待就是52天。

那艘船名叫“大洋一号”，是前苏联科考船改装的。船上好多仪表上写的还是俄文，能看到海底的唯一设备叫“电视抓斗”，一个类似挖掘机的东西，摄像头画质模糊得不行，但却是极少数能“看到”深海的窗口。当时我们在船上做的就是最基础的摸底调查：看看这地方有多深，里面有什么。

那次航行对我产生了巨大影响，它太符合我想象中科学研究的样子了——像达尔文那样，航海、发现、提炼规律、形成新学科。我觉得自己选对了，深海里可能有我要的答案。

马里亚纳海沟航次中，赵维殳在给沉积物取样管打孔。（受访者供图）

读博之后，我走上经典微生物学和分子生物学的研究路径：把菌株分离出来，敲掉几个基因，看功能和表型会有什么变化。我做实验很认真，可以不吃饭不睡觉连轴转，经常半夜三四点还在实验室。但结果经常重复不出来，一度让我觉得自己可能不适合做科研。

有一天我沮丧地向肖老师汇报。他说：“这不很正常吗？我做实验能达到预期成果的概率也就10%。”然后有一天他问了我一个问题：“有没有一种可能——生物本身就是变化多端的？”他打了个比方：就像谈恋爱，同样一句话，今天爱人听了高兴，明天可能就不高兴。

那一刻我豁然开朗。生命是个复杂的连接体。拿高压适应来说，它跟温度有关系，跟pH有关系，跟氧化还原度也有关系……经典分子生物学追求“一因一果”，可能根本就解释不了这种“多因一果、多果一因”的现象，我可能需要新的工具，能从概率层面上发现规律。于是博士毕业之后我去美国学习了计算生物学和生物信息学。

那几年，整个深海极端微生物研究在低谷期，国际上甚至有一些声音说“深海不重要了，浅海的数据就够了”。我们费了那么大劲，研究了十多年，能做的都做了，结果却把自己的领域做“死”了？这实在令人悲哀，更令人心有不甘。

我也曾动过转行的念头，但是得干完“最后一票”：我倒要亲眼去看一看，真实的深海海底到底是个什么样的地方。

2021年8月，机会来了。中国科学院深海科学与工程研究所的领队老师打来电话：马里亚纳海沟，去不去？马里亚纳海沟位于太平洋西北部，最大深度达10909米，是地球上已知最深的海沟，是地球上环境最恶劣的区域之一。肖老师当场激动地说：快去快去，最好今天就能去。所有人的想法都一样，排除万难也要去看看这地方到底是啥情况！

10月14日，“探索一号”从三亚出发，整个航次期间硬扛了5次台风。我晕船严重，一度吐到只能喝藕粉，但海上工作一刻没停过。

这次机会实在太宝贵了，大家每天开科学例会，明天谁下潜、走什么路线、采什么、帮谁采全部计划好。我们前后开了33次科学例会，目标从头到尾都是一致的——实现马里亚纳海沟的系统调查。

11月13日晚上，我终于坐进了“奋斗者”号。下潜到9700米，在一个海底悬崖旁边，探照灯打开，澄澈的海水中偶尔看到水母和小虾欢快地游过，隔一段距离就能看到手掌大的透明的海参懒洋洋地趴在海床上，有时还有海葵孤零零地“站”在岩石上，像一朵白色的小花。但绝大部分时候，肉眼看见的景象确实如同前人描述的一般荒芜。

可我知道，微生物一定在。因为这些动物都是以微生物为食，这里的微生物也许比想象中的要丰富！

赵维殳（中）在潜水器舱内。（受访者供图）

那次潜次，我带回了21根沉积物采样管，每一根产生10到15个样品，加起来有400多个。上浮之后我紧接着处理样本，又连续熬了三十多个小时。

等我终于意识到可以休息一下时，整个人其实已经是虚脱状态了，以至于早上我回到房间洗完澡坐着擦头发就睡过去了。跟我同住的室友——也刚刚熬了通宵的深海所的张维佳老师回到房间的时候，看我整个人撅在那儿，还以为我不行了，叫了半天，我才醒过来。

看不见的绿洲

我们通过前所未有的超大规模的多组学大数据（100TB），分析揭示了一个颠覆性的事实：马里亚纳海沟的微生物不仅生物量大，多样性高，更是有89.4%是此前从未被认识的新物种。而且其中绝大部分都表现出特殊的活性和功能。

万米马里亚纳海沟水沉积物样品教具。（受访者供图）

我们提出了“看不见的微生物绿洲”这个概念。深渊超高压不是抑制生命，而是通过诱导活性氧，推动有机物分解、加速微生物进化。这就应了那句话：“那些杀不死你的，会让你变得更强大”。极端环境对微生物来说，存在此前被忽视的激发效应。

2025年，相关成果以封面专辑形式登上《细胞》杂志，紧接着2026年，再次以封面专辑形式登上《细胞·宿主和微生物》杂志。中国向世界展示了一幅深渊微生物的“清明上河图”。

马里亚纳海沟之后，我又去了青藏高原热泉、珠峰登山大本营。在海拔5200米的高原热泉，几乎离不开氧气瓶，扒两口饭就得戴上面罩吸氧。我一下子瘦了7斤。但这些辛苦是值得的，那次带回了130多份珍贵样本。

每一次新的极端环境探索之旅，都在验证同一个猜想——人类以为的“不毛之地”，可能孕育着完全不同的微生物图景。

我们现在的一个重要的研究方向，是把这些极端环境中的微生物的“超能力”挖掘出来服务人类。从马里亚纳海沟找到的抗菌物质，对医院ICU的耐药菌效果特别好。极端环境里的生命，最擅长攻坚克难、啃硬骨头。

我自己还有一个很重要的任务，也是我的爱好：把这些水里来火里去的极端生命的故事，讲给更多的人去听。我们做了5门极端生命相关课程，从本科一年级新生覆盖到研究生。

我的课堂上有从马里亚纳海沟带回来的水，有被极端环境压扁的杯子，有鸵鸟毛做的管状蠕虫模型。每一年讲课我都会更新一遍课件，保证里面都是最新的科考科研发现。

赵维殳自己用鸵鸟毛制作的管状蠕虫教具。（受访者供图）

在今天的大学校园里，学生不缺知识，缺的是怎么提问、怎么思考、怎么驾驭知识。我从来不觉得自己是“科学家”，最多算科技工作者。我希望认识世界，然后告诉我的学生们这世界有多有趣，激发他们的创造力，让他们成为能改变世界的人。

下一站，去更远的地方

如果人类对微生物的掌握程度满分是100分，现在我们可能也就才到10分或者15分。其实在人眼看不到生命的地方，微生物都在活跃着。

回想小时候的那个问题，我现在有了一个大致构想：借助人工智能，我希望在近几年能找到一条新的验证路径。

但这里有一个巨大的悖论：地球上今天不存在没有生命的地方，我们看到的所有现象都是被生命改造过的样子。终极命题的验证，可能要到宇宙中、到其他星球上。

所以，我的微信头像一直是一棵种在月球上的小绿叶，这代表了我期望。这股从深海带上来的探索精神，我们也希望带到更远的远方。

只有跳出人的视角，才能理解极端生命的世界；只有跳出地球生命的视角，才能理解生命的起源。

这是我的梦想，也是我下一个目标。

科技答卷人

在科技强国的新征程上，总有人在默默耕耘。我们推出“科技答卷人”专栏，走近科研攻关一线，记录那些将个人理想融入时代洪流的身影，聆听他们关于抉择与担当、坚持和热爱的答案。

来源：中国科协之声微信公众号