深海水虱是一種生活在深海的巨型甲殼動物，在缺乏穩定食物供給的情況下可存活五年之久。這一驚人的“耐飢餓”能力一直是深海寡營養環境適應生物學研究領域的未解之謎。

中國科學院海洋研究所聯合香港中文大學和西北工業大學等單位，通過多層次組學數據聯合分析以及生物學功能驗証，率先揭開了深海水虱超強絕食能力的奧秘——它們“挾持”了一個細菌的能量代謝相關基因ND1，並通過遺傳和表觀遺傳調控，實現其在低代謝率下對能量的高效利用。相關成果於近日發表，為深海生物適應極端環境研究提供了全新視角。

深海環境黑暗、寒冷、食物極度匱乏，如何克服寡營養環境對生存的威脅是深海生物面臨的最大挑戰。但令人詫異的是，等足類甲殼動物體形卻隨著棲息深度的增加而呈現巨大化現象。這就形成了鮮明的能量悖論：體形巨大化意味著動物具有更高的能量需求，而深海寡營養環境卻難以提供充足的能量供給。如何科學解答這一悖論將為揭示深海生物超長耐飢餓機制和寡營養環境的獨特適應策略提供重要理論依據。

研究團隊發現，深海水虱為應對寡營養環境，演化出一套“開源節流”的雙重生存策略：一是擁有容量巨大且可儲存大量食物的胃，深海水虱的胃約佔整個身體的2/3，遠超在近海或潮間帶生活的近緣物種﹔二是可維持極低的基礎代謝率，深海水虱胃中利於食物消化的厚壁菌等佔比不高，反而特異性聚集了與脂質存儲相關的衣原體，有效降低了食物消耗速率。這些特征表明，深海水虱可能通過機會性暴食儲存食物，再通過降低其基礎代謝率延長食物在胃中的駐留時間。

進一步研究發現，深海水虱超長絕食能力的獲得，與從外源共生細菌中“挾持”的基因ND1密切相關，ND1參與能量代謝過程，是深海水虱維持極低基礎代謝率的重要原因。在低溫條件下（模擬深海低溫環境），ND1能有效抑制能量代謝過程，降低線粒體活性，使斑馬魚耐飢餓能力提升37%。這表明，ND1作為線粒體代謝網絡的調節因子，能夠特異性微調代謝抑制程度，從而解決深海水虱“體形巨大化對能量的高需求”與“極端環境下對代謝抑制的必要性”之間巧妙權衡的難題。

該研究首次揭示了深海巨型動物通過“水平基因轉移+表觀遺傳優化”來重新編程自身能量分配的全新進化策略，不僅成功解開了深海水虱超長耐飢餓之謎，也為理解極端環境下生命如何權衡生長與生存提供了重要范例。深海水虱在巨大化體形與低代謝率之間實現能量代謝平衡的獨特機制，以及其中關鍵調控基因的發現，有望為壽命延長、肥胖干預等相關領域提供新的思路。（記者劉艷杰）