深海生物商業利用，背後採礦風險知多少

數千個來自深海海洋生物的基因正被用於製造從藥品到化妝品等新的商業產品。

基因是 DNA 的片段，爲製造對生物體結構和功能起關鍵作用的其他分子提供指令。

在我們和其他同事最近發表的一篇論文裡，我們探討了生物勘探——即從動物、植物和微生物中探尋和發現潛在產品——怎樣能夠成爲深海採礦破壞性較小的一種替代方案。

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從深海生物那裡獲取了這些基因。

深海動物擁有獨特的基因，這使得它們能夠在地球上絕無僅有的環境中生存，那裡極度寒冷、壓力超大且一片漆黑。

大多數是歷經數百萬年進化、能夠在極端條件下蓬勃生長的微生物。

深海酶是由生活在極端環境中的生物的基因編碼的一類分子，在其他酶通常無法起作用的條件下能保持穩定。

它們在高壓和較寬溫度範圍內催化化學反應的能力，讓它們在製造工業和消費品（包括藥物、食品、洗滌劑以及生物燃料）時具有商業價值。

有一個顯著的例子，是關於生活在高鹽環境中的細菌的。

這種微生物是從距離日本伊良部島近海 130 公里、伊良部海嶺附近 1050 米深處採集的海洋沉積物中分離出來的。

它的一種酶已被證明能夠通過幫助將纖維素分解爲易於降解的紙漿，進而提高將農業廢棄物轉化爲葡萄糖的效率。這是將生物質轉化爲乙醇（一種可再生生物燃料）的關鍵步驟。

從一種在極高溫度下生存的細菌中提取的另一種酶被發現能夠高效地完全去除牛奶中的乳糖。

有些生物促成了多項發明，比如從距離墨西哥海岸約 600 公里的東太平洋海隆的一個熱液噴口 2625 米深處採集的一種深海蠕蟲。這種蠕蟲攜帶一種能產生一種分子的細菌，這種分子被用於開發一種護膚霜，因爲它有助於使皮膚不易受到太陽和污染的損害。這種細菌能夠在 100°C 以上的溫度下生存，這種非凡能力也使其成爲克服地球軌道上小型衛星過熱問題的模式生物。

這僅僅是從深海物種中獲取並應用於技術的超過 16000 種蛋白質裡的幾個例子，被收錄在 此數據庫 中。

深海物種的創新潛能還沒有被充分挖掘。到 2024 年爲止，僅有四分之一的海牀完成了 測繪工作，大多數深海物種 依舊未被發現。

但深海生物在地球系統運作中的重要作用可能遠遠超出了此前的理解。

研究人員近期在太平洋的海底發現了濃度異常高的氧氣，其被稱作“暗氧”。這種氧氣有可能是通過電解產生的——電流把水分解成了氫和氧。

在海洋底部，電荷可能會在何處產生？也許在多金屬結核的表面，這是由衆多不同金屬組成的岩石狀結構，其在與海水相互作用時會產生電位差。

這些金屬的形成受生活於其上的微生物活動影響，而這反過來又影響了周邊環境的化學性質。暗氧的產生對於生活在沒有陽光的海洋中的其他物種的呼吸可能至關重要。

不幸的是，深海生態系統正因海底採礦獲取礦物而受到威脅。多金屬結核被視爲錳、鎳和稀土元素的潛在資源——即用於製造電子產品和計算機的材料。

克拉里昂-克利珀頓區，一個近期發現暗氧的太平洋區域，已被劃分爲16 個採礦區。

研究人員和活動家已警告稱，深海採礦可能會嚴重破壞海洋生態系統，並強調了對這些行動長期後果缺乏科學共識這一情況。

一旦遭到干擾，這些生態系統所代表的進化歷史或許會永遠消失。

國際海底管理局負責對國際水域採礦活動的管理進行監督。儘管它尚未批准任何商業採礦，但它因據稱忽視環境問題而遭致批評。

新國際海底管理局秘書長萊蒂西亞·卡瓦略（Leticia Carvalho）的此次當選，爲保護世界海洋的重要區域提供了契機，這對自然和人類福祉皆至關重要。

我們必須重新思考深海的真正價值，並思考失去它對世界其他地區可能意味着什麼。