大科学家 | 李新正：潜入5100米深海 解锁阳光无法抵达的“生生不息”密码

编者按：

为深入实施科教兴国战略，助力国家科技后备人才培养，央广网联合中国科学技术协会科学技术普及部，推出面向K12青少年群体的科普教育栏目《大科学家》。首季节目由央广网与北京第五实验学校共同策划，并与“学习强国”学习平台联合宣推，邀请科研专家、高校教授、总工程师等科学领军人物走进校园，以重趣味、强互动的授课形式开展科普教学，为青少年播撒科学种子，带来“不止于一堂科学课”的科普盛宴。

本期节目，中国科学院海洋研究所研究员、博士生导师李新正走上讲台，带领少年们潜入深海，去发现另一套完全不同的生命规则。

央广网北京9月12日消息（记者 隋坤）“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”这句古语，或许是对中国科学院海洋研究所研究员、博士生导师李新正最好的写照。作为我国第一位下潜到3500米深海的科学家，他的足迹已经从浅海延伸至5100米的深渊。

在央广网《大科学家》科普讲堂中，这位“深海探路者”用他亲历的观测与采集的标本，为观众揭开了另一个世界的生存法则——在阳光无法抵达的深海，生命正在用完全不同的方式定义“活着”。

中国科学院海洋研究所研究员、博士生导师李新正

深海生命的“流行色”与生存之道

“万物生长靠太阳”，这句我们从小听到大的真理，在深海被彻底颠覆了。李新正的开场直击核心：“浅海有植物，深海没有植物——因为太阳光照不到，植物无法进行光合作用。”当深海彻底断绝了光合作用的能量来源，动物如何活下去？答案就藏在深海生命的独特密码中。

李新正指着他亲自在深海中拍摄的一幅幅照片说，深海动物的体色，有两种“流行色”：白色（或透明）和红色。“白色是因为它们没有色素，在黑暗里不需要花费能量去合成色素形成花纹保护自己。红色则是因为红光的波长在可见光中最长，在深海中传播最远——这让同伴更容易发现彼此，便于求偶和聚群。”

但更令人惊叹的是，深海动物还进化出了另一个极端的生存技能——生物发光。李新正介绍，86%以上的深海生物都会发荧光。为什么？“因为如果会发光，在漆黑一片的环境里，这既是捕食的陷阱，也是逃命的烟雾弹。”他展示了一张深海鱼类的照片，鱼的上唇有一个发光的“钓竿”，小球发出闪烁的荧光吸引小鱼小虾靠近，然后张开血盆大口一口吞下——“即使把自己的胃胀破，它也要吞下去，因为这一顿饭可能够它活半年到一年。”另一张照片中，一只深海的红色真虾在遭遇天敌时，从口中喷出荧光物质，让捕食者“愣一下”的工夫，自己则趁机逃跑。

这就是深海的生命法则：在极度缺乏食物、高压、漆黑、低温的严酷环境中，要么一次吞下甚至超过自己体型的猎物，要么学会用光钓鱼、用光保命。阳光下的生存逻辑在这里行不通，活下来的生物，都成了“机会主义者”，不放过任何一次获取资源的机会。

李新正在讲台上用精彩的演讲带领同学们“潜入”深海

鲁米诺荧光与深海“蓝眼泪”

为了帮助观众理解生物荧光的原理，节目设置了一个特别的化学实验环节。老师邀请两位同学上台，演示鲁米诺试剂与铁氰化钾溶液的反应——当两种溶液接触的一瞬间，试管里立刻迸发出漂亮的蓝色荧光。

“在刑侦剧里，鲁米诺试剂常用来检测血迹。当铁离子与鲁米诺试剂在碱性条件下相遇，就会发出蓝色的荧光。”老师解释，“我们的身体里，铁也是常见的元素，所以这个反应其实和生物体内的荧光反应有相通之处。”

同学们在台上做实验

李新正看着试管中跳跃的蓝光，感叹道：“这光很美，但比起深海里那些生物发出的光，我觉得深海的荧光更加飘逸、更加轻灵。”他补充说，同学提问的“浅海荧光海”现象，是因为浮游生物大量繁殖后受波浪刺激集体发光；而深海生物的荧光，是每个个体在完全黑暗的环境下，凭借生物电击打细胞中的荧光素释放出来的。“浅海的荧光是‘群舞’，深海的荧光是‘独舞’，每一个生命都在用自己的方式点亮黑暗。”

当深海生物对抗千倍大气压

在科学讨论环节，一位同学提出了一个扎实的问题：“深海的水压那么大，它们是怎么扛住的？”李新正给出了一个反直觉的答案：“其实很简单——它们的内外压力是一样的。”

他解释道：“比如海参身体里外是通透的，水通过嘴巴可以进到身体里，内外压力一样，皮囊就不会被压爆。细胞层面也一样，细胞膜上有巧妙的机关调节内外压力，如果里面压力大了，物质会出去；外面压力大了，物质会进来。保持内外压力平衡，细胞就不会爆裂。但需要一定的反应时间。”他补充说，这也是为什么从深海里采集样品要缓慢上升的原因——“蛟龙号每分钟只上升三四十米，给细胞足够的时间调整内外压力，适应压力变化。所以潜器采上来的动物样品到母船上来时还是活的。”

另一名同学追问了关于深海红色生物的疑问：“为什么红色也是流行色？”李新正给出了更深层的解读：“红光波长最长，传播距离最远。同伴之间要发现彼此，尤其是繁殖季节，红色比白色更加醒目。虽然红色同时也意味着容易被天敌发现，但是在‘繁殖’和‘被吃掉’之间，生命选择了让种群延续下去——没被吃掉的，就继续繁殖了。”

一位对海洋很有研究的同学则抛出了一个更专业的问题：“浅海的荧光海是由大量原生生物受波浪刺激集体发光的，深海的生物荧光和它是同一种现象吗？”李新正先是赞赏了这个问题“非常科学”，然后解释道：“完全不同。深海生物发光是一个主动的、个体的行为，是由生物电击打荧光素产生的；浅海的荧光现象是被动的、被刺激的集体反应。而且深海的营养不足以支撑藻类大量繁殖，所以深海不会有荧光海。”

在回答“如何应对深海危险”时，李新正笑着透露了一个细节：“蛟龙号设计深度是7000米，但总工告诉我，放到1万米也是没问题的——大国重器的安全冗余，比我们想象的要大得多。”

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”李新正最后寄语现场的同学们：“自然科学是实验科学，海洋科学就要到海上去，到海底去，亲眼去观察、去探索、去发现。只有这样，才能获得真正的科学成果。”

从浅海到5100米的深海，李新正用亲身经历证明了：生命，远比我们想象的更加顽强与智慧。在阳光照不到的地方，生命用另一种方式，重新定义了“活着”。