ทะเลลึกมีสิ่งมีชีวิตดำรงชีวิตอยู่ใช่หรือไม่?
เราเชื่อกันมาช้านานว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหลายดำรงอยู่ได้ด้วยพลังงานจากแสงอาทิตย์ แต่สิ่งมีชีวิตใต้ท้องทะเลลึกอาศัยอยู่ในที่แสงอาทิตย์ส่องลงไปไม่ถึง ดังนั้นพวกมันทั้งหลายจะต้องดำรงอยู่ได้ด้วยสารอาหารจากการสะสมตัวทางเคมีและของไหลไฮโดรเทอร์มอลที่พวกมันอาศัยอยู่ แต่ก่อนนี้นักชีววิทยาทางทะเลเชื่อกันว่าสิ่งมีชีวิตบริเวณปล่องเหล่านี้พึ่งอาศัยเหล่าเศษชิ้นส่วนอาหารที่ล่องลอยไปมาที่ระดับบนของมหาสมุทรเหมือนกับสิ่งมีชีวิตใต้ท้องทะเลลึกทั่วไปทั้งหลาย จึงทำให้เข้าใจว่าพวกมันก็ต้องพึ่งอาศัยสิ่งมีชีวิตจำพวกพืชที่ต้องการแสงอาทิตย์ในการสังเคราะห์แสง หากสิ่งมีชีวิตจากปล่องไฮโดรเทอร์มอลเหล่านี้พึ่งอาหารจากเศษชิ้นส่วนเหล่านี้ด้วยข้อจำกัดของระบบย่อมจะพบสิ่งมีชีวิตใต้ท้องทะเลลึกในปริมาณที่เบาบางมาก ๆ แต่ในข้อเท็จจริงกลับพบว่าในเขตปล่องไฮโดรเทอร์มอลกลับมีความหนาแน่นของสิ่งมีชีวิตระหว่าง 10,000 ถึง 100,000 เท่าหรือมากกว่านี้ทีเดียว มหาสมุทรเป็นบ้านของสิ่งมีชีวิตมากมายบนโลกนี้ ทว่าเพราะขนาดที่ใหญ่และความซับซ้อนของมหาสมุทรนั้นทำให้มีหลายๆส่วนที่ยังไม่ถูกสำรวจ ทั้งนี้เราจึงไม่สามารถคาดเดาจำนวนสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในมหาสมุทรทั้งหมดได้ ประมาณ 71% ของพื้นผิวโลกนั้นครอบคลุมด้วยมหาสมุทร ที่อยู่ของสิ่งมีชีวิตใต้น้ำที่มีการศึึกษาในชีววิทยาทางทะเลนั้นมีหลากหลายตั้งแต่ ในชั้นบางๆของแรงตึงผิว ระหว่างน้ำและชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตเล็กๆ ไปจนถึง ร่องลึกก้นสมุทร ซึ่งสามารถมีความลึกได้มากกว่า 10,000 เมตรใต้ผิวน้ำ โดยจำเพาะตัวอย่างของที่อยู่อาศัยมีเช่น พืดหินปะการัง ป่าสาหร่ายเคลป์ (kelp forests) ทุ่งหญ้าทะเล ภูเขาไฟใต้น้ำ ปล่องไฮโดรเทอร์มอล แอ่งหิน พื้นโคลน พื้นทราย และ พื้นหินใต้ทะเล รวมไปถึงพื้นน้ำ (pelagic zone) ซึ่งปราศจากของแข็งและมีเพียงผิวน้ำที่เป็นขอบเขตที่สังเกตได้ สิ่งมีชีวิตที่ศึกษาก็มีตั้งแต่ ที่มีขนาดเล็กมากอย่าง แพลงก์ตอนพืช และ แพลงก์ตอนสัตว์ ไปจนถึง สัตว์ในไฟลัม ซีทาเซียซีทาเซีย (อันดับวาฬและโลมา) ซึ่งมีขนาดลำตัวยาวได้ถึง 30 เมตร หรือ 98 ฟุต ขณะนี้มีเพียงประมาณ 1% ของท้องทะเลลึกทั้งหมดทีมนุษย์เคยสำรวจเมื่อเทียบกับการศึกษาจักรวาลแล้วเรายังรู้จักจักรวาลและดวงจันทร์ดีกว่าทะเลลึกเสียอีกเนื่องจากไม่มีใครรู้เรื่องของอายุขัยบนพื้นมหาสมุทรลึกหรือการค้นพบโคโลนีที่เจริญเติบโตของกุ้งและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ รอบ ๆ ปล่องแบบน้ำร้อนในช่วงปลายทศวรรษ 1970 ซึ่งก่อนที่จะมีการค้นพบปล่องแบบน้ำร้อนนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้มีการยอมรับว่าทุกสิ่งมีชีวิตบนโลกได้รับพลังงานที่มาจากดวงอาทิตย์ ซึ่งจาการค้นพบปล่องแบบน้ำร้อนนี้ทำให้พบว่าสิ่งมีชีวิตทะเลลึกได้รับสารอาหารและพลังงานโดยตรงจากแหล่งความร้อนและปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของแร่ ซึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีแสงและใช้ออกซิเจนในน้ำเกลือที่มีอุณหภูมิ 300 ° F (150 ° C)และพวกมันยังได้รับการยังชีพของพวกมันโดยใช้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งเป็นพิษอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตบนผิวโลก การค้นพบสิ่งมีชีวิตที่ทรหดและอยู่ในสถานที่ ๆ เลวร้ายเหล่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องเปลี่ยนความคิดของพวกเขาเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมในการกำเนิดสิ่งมีชีวิตและการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในที่อื่น ๆ ของจักรวาลทำให้กวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่ายูโรปาซึ่งเป็นดวงจันทร์ดวงหนึ่งของดาวพฤหัสบดีอาจจะสามารถรองรับชีวิตใต้พื้นผิวน้ำแข็งได้โดยอาจมีสภาพเหมือนกันกับใต้ทะเลลึกของโลก เป็นเวลานานมากที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าไม่มีชีวิตที่จะสามารถอาศัยอยู่ในทะเลลึกได้ แต่ในตอนนี้การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ให้เห็นว่ามันเป็นตรงกันข้ามเลย ท้องทะเลลึกเป็นที่อยู่อาศัยที่ใหญ่ที่สุดในโลก ในความมืดทั้งหลายของสิ่งมีชีวิตจำนวนมากแปลกประหลาดและไม่เคยพบเจอที่ไหน ทั้งนี้สัตว์ทะเลลึกมีการปรับตัวเพื่อให้สามารถต้านทานแรงดันน้ำได้ถึง 1,000 เท่าซึ้งเยอะมากกว่าความดันของอากาศบนบก ปลาบางชนิดในทะเลน้ำลึกมันมักจะกินสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กและปลาอื่น ๆ อีกทั้งพวกมันมีขากรรไกรขนาดใหญ่และยาวที่ยืนอยู่ด้านหลังฟันโดยทุกอย่างที่แหวกว่ายอยู่จะถูกพวกมันคว้าและกลืน ปลาบางชนิดมีการขยายท้องเพื่อให้พวกมันสามารถที่จะกินเหยื่อที่มีขนาดใหญ่กว่าตัวเองได้ ที่ใต้ทะเลลึกนั้นสิ่งชีวิตส่วนมากเป็นดอกไม้ทะเล, เวิร์ม, ปลิงทะเล, ดาวเปราะปู, กุ้งและอื่น ๆ ในคริสต์ทศวรรษ 1980 ถึง 1990 นักชีววิทยาพบว่าจุลินทรีย์มีความยืดหยุ่นมากในการดำรงชีพอยู่ในสิ่งแวดล้อมสุดขั้ว ตัวอย่างเช่น สิ่งแวดล้อมที่เป็นกรดหรือร้อนเป็นพิเศษ ซึ่งสิ่งมีชีวิตซับซ้อนไม่สามารถอยู่ได้เลย นักวิทยาศาสตร์บางส่วนถึงกับสรุปว่า สิ่งมีชีวิตอาจเริ่มต้นบนโลกในปล่องไฮโดรเทอร์มัลใต้ผิวมหาสมุทร Steinn Sigurdsson นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ กล่าวว่า "พบสปอร์แบคทีเรียมีชีวิตที่มีอายุ 40 ล้านปี และเราทราบว่าพวกมันทนทานต่อกัมมันตรังสี" วันที่ 6 กุมภาพันธ์ 2556 นักวิทยาศาสตร์รายงานว่า พบแบคทีเรียอาศัยอยู่ในที่เย็นและมืดในทะเลสาบที่ฝังอยู่ใต้น้ำแข็งในทวีปแอนตาร์กติกาลึกครึ่งไมล์ วันที่ 17 มีนาคม 2556 นักวิจัยรายงานข้อมูลที่เสนอว่ารูปแบบชีวิตจุลินทรีย์เติบโตในร่องลึกมาเรียนา ซึ่งเป็นสถานที่ลึกที่สุดในมหาสมุทรของโลก วงจรชีวิตของปลาทะเลน้ำลึกส่วนใหญ่จะเป็นไข่และตัวอ่อนตรงน้ำตื้นและลงน้ำลึกเมื่อโตเต็มวัย โดยไข่อาจจะลอยเป็นแพลงค์ตอนหรือวางไว้ในหลุมก็ได้แล้วแต่ชนิดของปลาเมื่อพวกมันโตเต็มที่พวกมันจะมีการดัดแปลงร่างกายเนื่องจากความหนาแน่นของน้ำทำให้ตัวพวกมันนั้นลอยน้ำได้จึงต้องเพิ่มความหนาแน่นของตัวมันให้มากกว่าน้ำรอบ ๆ ด้วยการทำให้เนื้อเยื่อส่วนมีลักษณะเป็นเนื้อเหลว ๆ เหมือวุ้นเพื่อสร้างสมดุลสิ่งมีชีวิตส่วนมากใต้ทะเลพัฒนาถุงลมของพวกมัน แต่เนื่องจากความดันที่สูงมากของสภาพแวดล้อมนี้ปลาทะเลลึกจึงมักจะไม่ได้มีอวัยวะนี้ แต่ถึงอย่างนั้นปลาทะเลลึกที่อยู่ลึกมาก ๆ นั้นจะมีกล้ามเนื้อที่เหมือนวุ้นและมีโครงสร้างกระดูกน้อยเพราะพวกมันลดความหนาแน่นของเนื้อเยื่อโดยเพิ่มไขมันให้สูงขึ้นและลดน้ำหนักโครงกระดูกลงเพื่อลดขนาดความหนาและปริมาณแร่และการสะสมน้ำจึงทำให้พวกมันช้าและคล่องตัวน้อยกว่าปลาบนผิวน้ำ ตั้งแต่อดีตจนถึงประมาณปลายศตวรรษที่ 19 มนุษย์เชื่อว่าใต้ทะเลลึกนั้นไม่มีสิ่งมีชีวิตอยู่ จนกระทั่งช่วง พ.ศ. 2415-2419 เรือขุดเจาะและเรือลากได้นำสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลลึกมากมายขึ้มมาให้ได้เห็นกันแต่ถึงอย่างนั้นนักวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 20 ก็ยังคิดว่าสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลลึกนั้นเป็นเรื่องเหลวไหลและงมงาย เพราะทะเลลึกเป็นสถานที่ ๆ มืดมิดแรงกดดันของน้ำมหาศาลและมีอุณหภูมิหนาวเย็นจึงทำให้พวกเขาคิดเช่นนั้น แต่สิ่งที่เป็นจริงนั้นกับตรงกันข้ามเพราะแหล่งที่อยู่อาศัยของสายพันธุ์ทะเลส่วนมากในมหาสมุทรอยู่ที่ระดับความลึกที่ต่ำกว่า 200 เมตรลงไป ทะเลลึก() เป็นชั้นของระดับน้ำที่มีความลึกตั้งแต่ 200 เมตรลงไปซึ่งนับเป็น 70% ของน้ำในมหาสมุทรทั่วโลกเป็นที่ ๆ มีแสงน้อยจนถึงไม่มีแสงเลยสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่อาจจะกินสารอินทรีย์หรือซากศพจากทะเลด้านบนด้วยเหตุนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เคยสันนิษฐานว่าจะมีสิ่งมีชีวิตชีวิตจำนวนน้อยมากในมหาสมุทรลึก แต่จากการตรวจสอบนั้นได้เปิดเผยว่ามันเป็นอะไรตรงกันข้ามกับการสันนิฐานนั้นเพราะมันมีสิ่งมีชีวิตมากมายในทะเลลึกลึกนอกจากนี้ยังสามารถเห็นการพัฒนาการที่ความหลากหลายมากมายของสิ่งมีชีวิตเพื่อใช้ในการดำรงชีวิตอยู่อีกทั้งยังมีห่วงโซ่อาหารและขยะหรือจากซากสัตว์ แบคทีเรียต่าง ๆ
ทั่วโลกนั้นมีสิ่งมีชีวิตในทะเลเป็นทั้งแหล่งอาหาร แหล่งยา และแหล่งวัตถุดิบ รวมไปถึงเป็นสิ่งที่ส่งเสริม นันทนาการ และ การท่องเที่ยว โดยพื้นฐานแล้ว สิ่งมีชีวิตในทะเลนั้นช่วยกำหนดธรรมชาติของโลก โดยช่วยสร้างสมดุลใน วัฏจักรออกซิเจน และยังมีส่วนช่วยกำกับภูมิอากาศของโลก  นอกจากนั้นสิ่งมีชีวิตในทะเลยังช่วยสร้างและปกป้องชายฝั่ง อีกด้วย ประมาณยี่สิบสี่ธาตุมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตหลายชนิด ธาตุหายากส่วนใหญ่บนโลกไม่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต (ยกเว้น เซเลเนียมหรือไอโอดีน) ขณะที่ธาตุส่วนน้อยที่พบได้ค่อนข้างทั่วไป (อะลูมิเนียมและไทเทเนียม) ไม่จำเป็น สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่มีความต้องการธาตุร่วมกัน แต่มีความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างพืชและสัตว์ ตัวอย่างเช่น สาหร่ายมหาสมุทรใช้โบรมีน แต่พืชบกและสัตว์ดูเหมือนไม่ต้องการเลย สัตว์ทุกชนิดต้องการโซเดียม แต่พืชบางชนิดไม่ต้องการ พืชต้องการโบรอนและซิลิกอน แต่สัตว์ไม่ต้องการหรืออาจต้องการในปริมาณเล็กน้อยมาก) มีเพียงหกธาตุ ได้แก่ คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน แคลเซียม และฟอสฟอรัส ประกอบกันขึ้นเป็นเกือบ 99% ของมวลร่างกายมนุษย์ นอกเหนือไปจากหกธาตุหลักซึ่งประกอบเป็นร่างกายมนุษย์ส่วนใหญ่นั้น มนุษย์ยังต้องการบริโภคธาตุอีกอย่างน้อยสิบสองธาตุ สิ่งมีชีวิตใต้ทะเลนั้นส่วนใหญ่มีการปรับตัวที่แปลกประหลาดเช่นการเรืองแสง มีปากที่ใหญ่มีฟันที่แหลมคม โครงสร้างที่สามารถกัดกินเหยือได้โดนไม่เกี่ยงขนาด อีกทั้งพวกมันยังมีตาที่ไวต่อแสงมีช่องมองภาพที่สามารถเห็นเงาของเหยื่อได้ แต่เหยือก็มีการปรับตัวเช่นกันด้วยการทำให้ตัวเองรีบแบนและลดเงาด้วยการเรืองแสงและการที่มีอวัยวะเรืองแสง(photophores)ใต้ท้องเพื่อปรับแสงให้เข้ากับด้านบนตัวปลาเพื่อให้นักล่าจากด้านล่างไม่สามารถมองเห็นมันได้อีกด้วย