征航南极圈(H)~遇见南印度洋中凯尔盖朗群岛

南印度洋是指印度洋的南部海域，覆盖了南纬40度以南的整个印度洋水域。这一区域不仅是连接印度和南极洲的重要通道，也是全球航运、贸易和科学研究的关键区域。

南印度洋的范围广泛，包括了南极洲、斯科舍海、印度尼西亚、南极半岛、新西兰、澳大利亚、南非等多个国家和地区。其地理位置非常重要，具体位于南纬40度以南，东边到澳大利亚，西边至非洲，南边直达南极洲。这一区域的经纬度范围大致在东经30度至东经160度和南纬40度至南纬70度之间。

南印度洋的地形地貌多样，包括巨大的洋床和各种地形特征。其东部是以中央海山为主，形成了孤立的小岛；西部沿岸则拥有天然的海湾、纵谷和河口。南印度洋的平均深度大约是3,890米，最大深度是蒂阿曼蒂那海沟，海水深度达到了8,047米。此外，南印度洋的海底油气资源丰富，每年产量大约是世界海洋油气总产量的40%。

南印度洋东部的中央海山区域所形成的若干个孤立的小岛，虽然这些岛屿相对比较少并且分布稀疏。这些岛屿中比较知名的岛屿包括凯尔盖朗岛，这座岛屿位于南印度洋，面积达到了6675平方千米，接近中国上海市的面积大小。岛上只有100多位居民，因其孤立的地理位置和恶劣的气候条件，被称为“世界上最孤独的岛屿”。

而南印度洋中最深处所在的蒂阿曼蒂那海沟则位于西澳大利亚州的首府珀斯西南偏西大约1125千米的海洋里，属于南印度洋东部区域。其具体经纬度坐标位置大约在西经112.5度和南纬30度左右之间。

在海洋地质状况上，蒂阿曼蒂那海沟是印度洋中第二深的海沟，最大深度达到了8047米。它是由印度洋板块和澳大利亚板块相互作用形成的，属于板块俯冲带，地质活动频繁。

这个海沟虽然深度比较大，却拥有独特的海洋生物资源，历史上，中国科学家们在蒂阿曼蒂那海沟进行了多次深潜探测，发现了一些适应了极端环境的生物，如微生物、无脊椎动物等。这些生物在高压、低温、无光的环境中生存，展现出生命的顽强和多样性。

蒂阿曼蒂那海沟在科学考察和研究中取得了多项重要发现，主要包括以下几个方面

在公元二十一世纪的2023年1月22日，中国的科学家乘坐着“奋斗者”号全海深载人潜水器成功抵达到蒂阿曼蒂那海沟的最深点（8047米），这是人类历史上首次到达该海沟的最深点，标志着人类对该海沟系统科学考察的开始，创造了在该海沟最深处科考的深海探索发现的奇迹。

在深潜作业中,科学家们收集了大量的地质和生物样本，包括铁锰结核、沉积物、岩石以及各种生物样本。这些样本有助于研究海沟底部的地质环境和生命现象，揭示驱动海沟底部地质和生命活动运转的内在机理。

在生物多样性研究方面，中国科学家们在该海沟中发现了多种适应极端环境的生物，包括微生物、无脊椎动物等。这些生物在高压、低温、无光的环境中生存，展现了生命的顽强和多样性。在基因组研究上，通过对深渊生物的基因组进行研究，科学家们揭示了这些生物如何适应深渊环境的分子机制。例如，研究发现了端足类钩虾的基因组是人类基因组的4倍多，揭示了其在深渊环境中的适应性和种群历史。

上海交通大学团队通过“奋斗者”号载人潜水器采集深渊微生物样本，利用宏基因组测序技术发现大量具有抗菌潜力的新物种，并通过发酵和提取技术获得抗菌活性物质。

另外，清华大学深圳国际研究生院的研究团队通过基因组分析，发现了深渊微生物中存在多种抗菌基因，并通过发酵实验验证了其抗菌活性。

而提取深渊微生物的抗菌物质需要结合多种生物技术和化学技术，具体的提取方法及其实验流程如下

首先就是要进行微生物的培养与发酵，第一步就是培养基优化，由于深渊微生物适应极端环境，因此需要模拟其生存条件，如高压、低温、寡营养等环境。研究人员通过优化培养基成分，为微生物提供适宜的生长环境。例如，使用高压容器模拟深海环境，或添加特定营养物质以促进抗菌物质的分泌。第二步是进入酵工艺操作，通过发酵培养，可大规模获取目标微生物的代谢产物。发酵过程中需控制温度、pH值、溶氧量等参数，以优化抗菌物质的产量。

其次，是抗菌物质的提取与分离过程，这又包括以下步骤~(1)细胞破碎，在提取抗菌物质前，需要破坏微生物细胞壁。常用的方法包括采用机械破碎如高压均质法、珠磨法、酶解法就是使用溶菌酶或蛋白酶分解细胞壁和化学法就是使用有机溶剂（如丙酮、乙醇）或酸碱处理。（2）初步提取，根据抗菌物质的性质（如亲水性或疏水性），选择合适的溶剂进行初步提取。对于水溶性物质，通常使用水、盐溶液或缓冲液进行初步提取。而对于脂溶性物质则采用有机溶剂（如乙醚谜、氯仿）进行初步提取。（3）分离纯化~可以采用色谱技术，这包括柱层析、高效液相色谱(HPLC）和气相色谱（GC），用于分离目标化合物。此外，还可以通过膜分离技术，这就是通过超滤或纳滤分离不同分子量的物质。另外，还可采用结晶法，这就是对目标物质进行浓缩后，通过控制温度或溶剂比例促使其结晶。

本小章还未完，请点击下一页继续阅读后面精彩内容！最后就是进行活性筛选与鉴定，这首先要开展抗菌活性测试，方法有三种，即①琼脂扩散法，就是把提取的抗菌物质与病原菌混合，观察其抑菌圈大小。②微量肉汤稀释法，就是测定抗菌物质的最低抑菌浓度（MIC）的方法。③进行生物膜形成抑制实验，这个过程就是评估抗菌物质对细菌生物膜形成的抑制作用。

而结构鉴定就是通过质谱（MS）和核磁共振（NMR）技术，分析抗菌物质的分子结构和功能基团。

提取深渊微生物的实验设备有高压容器(模拟深渊环境，用于微生物的培养。)、发酵罐(实现大规模发酵培养)、离心机、超滤系统(用于分离和纯化抗菌物质)和高效液相色谱（HPLC）(用于分离和鉴定抗菌化合物)。

总之，提取深渊微生物的抗菌物质需要经过培养基优化、发酵培养、细胞破碎、提取分离、活性测试和结构鉴定等多个步骤。这些过程依赖于先进的生物技术和化学技术，如高压容器、发酵罐、色谱系统和质谱仪。通过这些技术，中国科学家已经成功从深渊微生物中提取出了多种抗菌物质，并对其活性进行了初步验证，为新型抗生素的开发提供了重要资源。

在生态系统研究方面，研究团队还对深渊生态系统进行了多维度分析，从基因到生态系统层面，揭示了深渊生物的演化历史和适应机制。

南印度洋区域是南极研究、海洋环境科学研究等领域的重要区域。各国的科学家和研究机构经常前来这里展开海上科学调查和科学研究。例如，中国海巡01轮在坐标附近海域侦测到MH370的黑匣子信号，显示了南印度洋在海洋安全领域的重要性。

南印度洋上的一些主要咽喉要道有曼德海峡、霍尔木兹海峡、龙目海峡、马六甲海峡和保克海峡。是海上航行开展货物海运及渔业捕捞、海上科学考察等重要海洋活动的场所。

此外，由于海洋地质活动等自然因素时有发生，这是导致海啸、海啸波浪等灾害发生的重要原因。

南印度洋区域的环境状况非常重要，这里拥有许多重要的生态系统和各种各样繁多的生物物种，包括海豹、企鹅、鲸鱼、大海龟等等。

保护南印度洋的自然环境和生态系统是各国的责任，需要制定出科学的政策和措施。此外，南印度洋也是各国进行海洋贸易和资源开发的重要区域，各国需要平衡环境保护和资源开发的关系，合理利用南印度洋的资源，推动经济发展和增加全球人民的福祉。

总之，南印度洋不仅在地理上占据重要位置，其丰富的海洋资源和多样的生态环境也为科学研究提供了宝贵的机会。

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