在食物极度匮乏的深海，一种名为“深海水虱”的巨型甲壳动物，却能绝食超过五年存活，甚至体型还远超浅海近亲。这形成了一个巨大的能量悖论：巨大体型意味着高能耗，而贫瘠环境又无法提供充足食物。它们究竟如何平衡这对矛盾？2026年6月5日，中国科学院海洋所的李富花研究员、相建海研究员和香港中文大学朱嘉濠教授合作在Cell 在线发表题为“Deep-sea megafauna co-opts microbial energy metabolism genes to withstand ultra-long starvation”的研究论文，该研究揭晓了答案：它们通过“借用”一个微生物基因，并利用精密的“表观遗传”调控系统，巧妙地重构了自己的能量代谢程序，从而在“节能”与“生长”之间找到了完美平衡点。

深海谜题：巨大体型与极端饥饿的悖论

深海环境黑暗、寒冷、食物稀缺。根据“伯格曼法则”，寒冷环境的生物往往体型更大，深海水虱正是如此。但巨大化需要更多能量，这与贫瘠的生存条件形成了根本矛盾。早期观察发现，深海水虱拥有一个占身体三分之二的巨型胃，但其基础代谢率却极低。这暗示它们采取了“暴食储粮、低速消耗”的节能策略，然而，支撑这一策略的深层分子机制一直是个谜。

宏观适应：低速代谢与能量储备

解剖和生理研究揭示了它们的第一重适应：一个可储存大量食物的巨大胃腔，以及一个显著低于浅海近亲的基础代谢率。这好比拥有一间巨大的“食物储藏室”，同时将身体维持在“最低功耗模式”，从而极大延长了食物消耗时间，为应对长期饥饿打下基础。

微观突破：一个“借”来的关键基因

研究团队通过对两种不同深度的水虱进行基因组比较，发现了更惊人的秘密。在深海物种的基因组中，锁定了一个从共生微生物“水平转移”而来并大量复制的基因——ND1。该基因与线粒体能量代谢的核心组件“复合物I”高度同源，提示它可能直接参与了能量代谢的调控。

文章模式图（图源自Cell ）

精妙调控：表观遗传的“节能”优化

更深入的研究发现，ND1基因的高表达并非偶然，它受到一套精密的表观遗传系统精准控制。深海水虱的组蛋白修饰系统发生了特殊演化，能够像“总开关”一样，高效、节能地调控ND1等关键基因的表达。这意味着，它们不仅“借”来了好工具，还进化出了一套专门的“操控系统”来使用它。

核心机制：基因的“温控双相”调节

功能实验最终揭示了ND1基因如何破解能量悖论。在常温下，表达ND1会加速能量代谢，反而不利耐饿。但在模拟深海的低温环境下，ND1的表达却能特异性抑制线粒体活性和整体代谢水平。将ND1基因转入斑马鱼和线虫后，它们在低温下的耐饥饿能力显著提升。这表明，ND1像一个“代谢微调旋钮”，只在深海低温这个特定条件下，才发挥其降低能耗、延长生存的核心作用。

进化启示：跨界借力与系统重编程

这项研究首次揭示，深海水虱通过“水平基因转移”获取了外源基因ND1，再通过自身“表观遗传系统”的适应性进化，对其进行精准调控，从而实现了对能量代谢程序的重编程。这种“借用-优化”的策略，完美调和了巨大体型的高能耗需求与贫瘠环境的节能生存需求之间的矛盾。这不仅解开了深海巨兽的生存之谜，也为理解生命在极端环境下，如何通过创新的遗传与调控策略来权衡生长与生存，提供了极其珍贵的范例。

中国科学院海洋研究所研究员袁剑波、张晓军、李诗豪和西北工业大学教授王堃、首都医科大学教授孙亚民为该文的共同第一作者，中国科学院海洋所的李富花研究员、相建海研究员和香港中文大学朱嘉濠教授为文章通讯作者。

参考消息：https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)00571-4