深海珊瑚高压培养系统的研发及其在3000米模拟环境下的长期孵育应用

为解决深海珊瑚(如D. pertusum和M. oculata)在实验室条件下难以维持in situ压力(8 MPa)的难题，法国研究团队设计了一套四联高压中宇宙系统(Pressurised mesocosms)，成功实现800米来源珊瑚的4个月孵育(含3个月高压维持)，并在比斯开湾航次中完成短期实验。该系统突破性地解决了腐蚀抗性、免减压投喂等关键技术，为预测海洋变暖与酸化对深海造礁石珊瑚(Scleractinians)垂直分布的影响提供了全新研究工具。

　　

在深邃的海洋中，栖息着一类特殊的建筑师——深海造礁石珊瑚(Scleractinians)。它们虽不像热带浅海珊瑚那样广为人知，却构筑了从50米直至6000米深渊的复杂生态系统。然而随着海洋变暖与酸化的加剧，这些珊瑚的生存疆域正面临前所未有的威胁。令人遗憾的是，现有实验室研究多局限于浅水物种(≤550米)，且均在常压下进行，这导致关键的生理响应数据严重失真。更棘手的是，深海珊瑚作为典型的悬食生物(Suspension-feeders)，其生存依赖持续的水流输送食物，而传统设备无法在高压环境下模拟这一动态过程。

针对这些瓶颈，法国海洋开发研究院(Ifremer)的科研团队在《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》发表了一项突破性研究。他们研发了四套可模拟3000米深度(30 MPa工作压力)的高压培养系统，首次实现800米水深来源的两种石珊瑚——枝状珊瑚(Desmophyllum pertusum)和眼形珊瑚(Madrepora oculata)的长期高压孵育。该系统采用计算机辅助设计(Solidworks CAD)，所有承压部件均通过45 MPa测试认证，配备35 MPa爆破片过压保护。创新性地集成了高压水流发生器，可模拟in situ环境下的营养输送。

关键技术包括：1) 基于ROV"Victor 6000"在比斯开湾采集800米深度活体样本；2) 四套并联压力容器系统实现对照实验；3) 采用DonadonSDD公司定制爆破片保障安全；4) 特殊合金材料解决长期腐蚀问题；5) 压力维持期间的气密性投喂装置。

【RESULTS】
通过实验室4个月持续运行(含3个月8 MPa压力维持)，证实系统可稳定支持珊瑚存活。在"Pourquoi Pas ?"号科考船部署期间，成功捕获到珊瑚对短期环境变化的应激数据。高压显微观察显示，D. pertusum在模拟自然水流的条件下表现出更活跃的触手活动。

【Experiments at in situ pressure】
对比实验揭示，常压条件下珊瑚的摄食效率仅为高压组的23%。压力梯度测试表明，800米来源样本在5-10 MPa区间代谢活性最稳定，这为未来实验参数设置提供了基准。

【CONCLUSIONS】
该研究首次建立深海珊瑚全生命周期研究平台，突破性地实现：1) 3000米环境压力的实验室模拟；2) 高压动态水流生成；3) 四个月以上的生物维持能力。这不仅为评估气候变化对珊瑚垂直迁移的影响提供了可靠工具，更为研究尚未获得实验室样本的超深渊带(>3000米)物种奠定了基础。团队特别指出，该系统设计理念可扩展应用于其他深海无脊椎动物的压力适应性研究，在海洋保护生物学领域具有广阔应用前景。