深海水虱为什么会成为「绝食冠军」？基因组分析寻找答案

等足类是一种罕见的甲壳类动物，包括水生、半陆生和完全陆生物种，以及深海和浅海物种。不同生态位的群体，体型差异很大。其中深海等poda表现出体型巨大的现象。深海水虱是深海巨型等足类动物的代表物种，因保持世界最长绝食记录(超过5年)而备受关注。

近日，中国科学院海洋研究所(以下简称中科院海洋所)李富华研究组和李新正研究组合作破译了世界上第一种深海甲壳动物3354深海水虱的基因组，揭示了其体型巨大和适应深海贫营养环境的独特分子遗传机制。相关研究成果发表在生物学杂志《BMC生物学》 (BMC Biology)上。

该研究是中国科学院海洋研究所研究团队继深海软体动物和管虫之后首次报道深海甲壳动物基因组，为揭示甲壳动物在深海环境中独特的适应性进化和遗传机制提供了重要的分子证据。近日，论文第一作者、中科院海洋研究所实验海洋生物学重点实验室副研究员袁剑波接受了科技日报记者的采访。

大胃让深海水虱保存更多食物。

等足类是一类罕见的甲壳类动物，包括水生、半陆生和完全陆生物种，以及深海和浅海物种。不同生态位的群体，体型差异很大。其中深海等poda表现出体型巨大的现象。深海水虱是深海巨型等足类动物的代表物种，因保持世界最长绝食记录(超过5年)而备受关注。

袁剑波介绍，从理论上讲，深海贫营养环境是一种高压、无光、缺营养的极端环境。所以，通常对于大型的、活跃的物种来说，深海环境是不适合它们生长的，因为它们需要相对更多的绝对能量。

“虽然我们提到深海环境可能不适合大型生物的生活，但事实上，我们看到的体型巨大的物种，大部分都是在深海环境中发现的。”袁剑波说。

吃得少长得大。这种看似矛盾的现象是怎么出现的？对于新研究的“主角”——深海水虱来说，它的“大胃”是它能很好适应寡营养环境的第一个原因。

研究人员发现，深海水虱有一个巨大的胃，里面完全装满了食物，占其身体体积的近三分之二，因此可以确保它在营养有限的环境中尽可能地保存食物和营养。

新陈代谢慢也是绝食时间长的关键。

除了占身体体积近三分之二的大胃，深海水虱还有一种特殊的组织————脂质体，用来储存有机物质。同时，该物种的代谢率也很低，能够高效利用营养物质，达到其适应深海环境的目的。

袁剑波说，为了分析深海水虱高效利用营养的机制，研究人员对深海水虱不同组织的转录组进行了测序和分析。结果表明，深海水虱基因组中含有大量与糖代谢和膜泡转运相关的基因，这些与糖代谢和膜泡转运相关的基因家族在深海水虱基因组中显著扩增，并在胃和肠中特异表达，提示可能与能量的高效利用有关。

“我们还将深海水虱与其近亲进行了比较，发现深海水虱脂质体中的脂质积累主要是由于脂质代谢效率低，而不是脂质合成能力高。换句话说，巨大的深海水虱之所以能在深海寡营养环境中生存，就在于它对营养物质的高效吸收和低代谢率。”袁剑波说，目前在海洋环境中，一些体型巨大的群体也符合这一规律。

深海水虱的超长绝食现象是科学家们多年来一直关注的研究热点。袁剑波说，深海水虱基因组的破译，为揭示巨型甲壳动物适应深海寡营养环境的独特分子机制提供了重要基础。其对营养的高效利用机制及其在营养缺乏情况下的表现具有很高的应用前景。