魚類為什麼能在海面下8000米生存,大自然真的很奇妙

大家都有游泳的經驗,不少朋友還有潛泳的經驗,隨著下潛深度的不斷增加,我們可以逐漸感受到來自耳朵或者胸部尤其是肺部的壓力。大多數游泳愛好者對水壓有基本的瞭解,水壓會隨著水的深度逐漸加深。

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我國蛟龍號拍攝到的馬裡亞納海溝

一般來說,不推薦大家在40米以下的水域中游泳,人類的極限下潛記錄保持在300米左右,這已經很不可思議了。在那個深度,壓力是很大的,但是和更深處的壓力相比,這根本不算什麼。令人難以置信的是居然有生物能在不被“碾碎”的情況下生存下來,沒錯,有許多魚類和海洋物種可以在水下6000米至8000米的地方生存!

這怎麼可能?是什麼讓這些深海生物可以在如此惡劣的條件下生存?

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我們潛入水下時,身體的壓力就會逐漸增加,我們每下降10米就會增加一個大氣壓。換句話說,在海洋最深處,11000米,你在身體上感受到的壓力會比你在戶外感受到的要大1100倍。在海底,我們的身體會在極端的壓力下被壓碎,耳膜會破裂,肺也會充滿血液,瞬間窒息。

人類不太擅長應對這種壓力,但是海葵、蠕蟲、魚類、鯨魚、海豹、螃蟹和數千種其他海洋生物似乎可以毫不費力地應對壓力。當人類潛入水下時,其實我們感受到的壓力來自於我們身體中被壓縮的空氣。

我們的耳朵和鼻子裡有空氣,還有我們的肺和血管。水壓可能很大,導致空氣在這些器官系統和組織內壓縮。水是不可壓縮的,這是氣體和液體之間的關鍵區別之一。魚沒有可以壓縮的氣囊,主要由水組成,所以壓力差保持平衡。

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魚類並不是唯一在如此令人難以置信的深度發現的生物。一些鯨魚、海豹和其他鯨目動物能夠潛入近2000至3000米的深處。這些生物的肺是完全可壓縮的,這意味著它們可以強迫肺中的所有氣體進入它們的血液和肌肉,在那裡它基本上可以溶解。

繼續向下探索,在極其深的海洋之中,具有複雜器官系統的高級生物根本無法生存。然而,在更極端的深度,這種分子不再能保護魚類免受這種基本的生理壓力,因此對魚類和海洋生物來說是有深度限制的。對於那些確實存在於海底的奇形怪狀生物來說,研究它們是非常困難的,因為當它們被帶到地表時,它們大多會因為缺乏壓力而死亡。

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說到深海生物,我們不得不說一下瑪麗安娜獅子魚。它是粉紅色的,粘乎乎的一種生物,看起來有點像一隻超大的蝌蚪,體長可達15到35釐米。在馬裡亞納海溝,海面下7000米至8000米處,這些生物可以在完全黑暗和高強度壓力下生存。

在深海7000米至8000米有很多瑪麗安娜獅子魚,它也是該地區最主要的食肉動物。科學家使用遙控著陸器從海平面以下約7500米的地方採集了標本,並分析了這些生物的基因、蛋白質等。

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瑪麗安娜獅子魚

研究發現了一些特殊之處。其一,這條魚的頭骨上有缺口,科學家解釋說這可能有助於平衡內部和外部的壓力。換句話說,如果魚的頭骨完整而融合,就可能會被壓力壓垮。更重要的是,他們的骨頭並不完全是普通的“骨頭”構成的,大部分是一種特殊的軟骨,和淺水魚的骨骼不一樣。研究小組發現,這些生物主要基因中有一個突變,那就是鈣的積累使骨骼變的特別硬。這種突變使基因部分失去功能。這也使它們的骨骼更靈活,更有可能承受壓力。

科學家在後續的研究中發現,這種魚體內含有一種特殊的親水性物質,叫做氧化三甲胺,化學式是C3H9NO,它能防止蛋白質和其他重要分子在強烈的外部壓力下變形和壓縮,這種物質在海洋生物中是用來穩定蛋白質的。大多數深海動物有這些基因的一個拷貝,而馬里亞納蝸牛有五個之多。

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馬里亞納蝸牛缺乏功能性的眼睛,對科學家小組著陸器的探照燈光沒有反應,這與先前的研究一致。這很可能因為這些生物缺少幾個關鍵的感光基因。不過,既然他們生活在完全黑暗的環境中,就沒有必要進化眼睛啦。

未來的探測可以帶我們走進地球海洋的更深處,說不定哪裡還有很多更奇怪,長相更古怪的深海生物,我們拭目以待吧。

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