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"壓榨"不死的深海動物,為什麼在深海裡遊來活去?但通過這種方式,有兩件事會讓你對深海動物感到敬畏。晝夜漂浮,上下深淵,"壓力山"動物到底能承受多大的壓力

作者:李小丁講商業

在海洋中,200米的水是淺海和深海之間的邊界。基于不同生物分布在不同水深的事實,科學家将深海劃分為深海區(200至3000米),深海區(3000至6,000米)和超深海區(6,000至11,000米)。在海洋中水深超過6000米的地方,隻有海溝,其中許多位于大陸闆塊下方的海闆塊潛水處,是以海溝相對靠近大陸。靠近大陸意味着更多的沉積物和有機物從大陸流向海溝。

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在海洋中,深度每增加10米,水壓增加一個大氣壓,在200米的深度,水壓相當于20個大氣壓。一個生物怎麼能承受這麼高的壓力呢?你可能會說:答案我已經知道了,這和人類沒有被大氣壓壓平是一樣的,因為我們體内外的壓力是大氣壓,達到了平衡;

<h1級"pgc-h-right-arrow">但有兩件事會讓你對深海動物感到敬畏。</h1>

首先,一些深海動物日夜在海中從深到淺,然後從淺到深的遷徙,遷徙的垂直距離往往是幾百米,水壓差幾十個大氣壓,它們如何适應短時間内的壓力變化?

其次,實驗表明,600大氣壓力以上會造成生物細胞和一些生化反應酶分子變形,使生物體的新陳代謝和繁殖無法正常進行,但為什麼6000米甚至10000米的水深仍然栖息在海洋動物身上呢?

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<h1級"pgc-h-right-arrow">晝夜漂浮,上下自由</h1>

訓練有素的潛水員攜帶一個氧氣罐,可以潛入40米的深度。但是,如果潛水和漂浮的速度沒有得到很好的控制,潛水員可能會陷入潛水病,嚴重甚至運動障礙,失去正常工作能力。與海洋中的潛水大師燈籠魚相比,潛水員值得一提的事實就不值一提了。

燈籠魚是深海動物的代表,它們含有200多種,分布在世界海洋數百米深的環境中,有個體物種生活在2000米深以上。許多種類的燈籠魚都有晝夜垂直遷徙的習性,白天停留在深水中,晚上人們安靜的時候,再漂浮到淺水區覓食。例如,閃光燈籠魚,白天在兩三百米的閑置中,晚上漂浮到水面上。尾角燈籠魚(也是燈籠魚之一)白天潛得更深,晚上漂浮到幾十米的深度。

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魚可以通過調節魚繭中的氣體量(俗稱魚泡)來改變身體的浮力,使其可以在海水中垂直移動。燈籠魚也有這種能力,但是有些燈籠魚的鲱魚已經降解,沒有氣體,而是滿滿的脂肪。脂肪的體積不會随着壓力而改變。如果裡面是氣體,壓力變化太大,魚就會擠壓和斷裂。燈籠魚在晝夜垂直洄遊的過程中,水壓變化可以達到幾十個大氣壓,充胖魚能适應壓力的大變化。

海洋中的一些蝦,如燈籠魚,晝夜不停地垂直遷徙。櫻桃蝦是日本常見的餐桌蝦,富含日本孝奧島的Theoshi灣。櫻桃蝦白天躲藏在數百米深的深海中,晚上漂浮到海裡覓食。還有更多種類的深海動物園晝夜不停地垂直遷徙,例如毛茸茸的動物中的箭蟲和一些有角的動物。

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這些深海動物在晝夜垂直遷徙,移動數百米的水深,水壓也有幾十個大氣壓差。他們潛水的能力比潛水員高出數十倍,不必擔心患上潛水疾病。海洋動物是如何做到這一點的,還有待科學家進一步研究。

< h1級"pgc-h-right-arrow">深淵,"壓力山"</h1>

在海洋中,6000米的深度是一個颠簸,這個深度周圍的許多生物都無法抵抗壓力而消失。

科學家對酵母、細菌和深海運動進行了加壓實驗,發現大多數低于600個大氣壓的生物體存活了下來,而在600多個大氣壓之後,生物體經曆了異常的細胞代謝和繁殖,因為壓力太高,導緻生物細胞及其内部生化反應酶分子變形,使它們無法正常運作。當這種影響變得嚴重時,生物就會死亡。然而,令人費解的是,仍然有一些動物自由地生活在6000多米深至11000多米的戰壕中。為什麼生物可以在極端壓力下生存仍然是一個謎。有趣的是,已經适應了戰壕中"壓力山"的動物們,似乎已經習慣了被"虐待",擺脫了高壓,失去了"尊嚴",不知道該怎麼辦。例如,一隻名叫Gandalfus的深海螃蟹可能就像在大氣壓下喝醉了一樣,搖搖晃晃,無法正常行走。

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在6000多米深的海溝中,不同生物體對高壓的耐受性也有很大差異。随着水深的增加,一些生物一個接一個地消失了。例如,在魚類中,一條名為黃泉阿德的小鳍和一條名為"Trench Bichuni"的小魚可以承受最大約8000米的水深;

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鈎蝦和海蟑螂可以生活在超深海帶的最深處,深度超過10,000米。作為節肢動物,螃蟹和蝦對壓力的抵抗力遠低于鈎蝦和海蟑螂,當水深超過6000米時,它們就看不見了。螃蟹和蝦在大陸斜坡上被發現,但在較深的海底和海溝中,鈎蝦是甲殼類動物中最好的。

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水的深度繼續增加,物種減少。當水深超過8000米時,甚至海星和海綿也會消失。在大約9000米的深度,每平方米海底表面的平均生物量隻有幾克。在海溝的底部,該物種非常單調,隻有海葵,蜱(俗稱海腸),鈎蝦,雙殼類貝殼,蠶,海參和其他動物。數量最多的是海參,在一些地方隻能被底栖動物看到。

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這種海參非常嫩,一旦離開大海,它的身體就會因自身重量而塌陷,變成液體。在挑戰者深淵中,有鈎蝦和沙蟲,研究人員将誘餌肉塊放入海底,這些小動物将從那裡出現。

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< h1級"pgc-h-right-arrow">動物能承受多大的壓力</h1>

由于有些動物在10,000米以上的深度中生活得很好,人們必須問:動物對高壓的耐受性極限是什麼?為了回答這個問題,我們不妨看看實體學家對其他動物的研究。

熊蟲是一小群行動緩慢的動物,主要生活在淡水沉積物,潮濕的土壤和苔藓植物中,可以在喜馬拉雅山和深海中找到。幾年前,科學家發現熊可以在75,000個大氣壓下生存,使其成為地球上壓力最大的動物。

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熊體長不到1毫米,在周圍環境濕潤時移動,幹燥無水時,身體比正常體減少一半,進入靜止躺卧狀态。幾年前,日本岡山大學的實體學家小野文殊在大學附近收集了熊蟲,将它們幹燥成伏擊狀态,然後使用超高壓裝置對它們施加了75,000個大氣壓。令研究人員驚訝的是,在如此殘酷的壓力下,大多數熊蟲在20分鐘後都沒有受到傷害。繼續延長加壓時間,直到24小時他們全部死亡。

75,000大氣壓的概念是什麼?這意味着每平方毫米面積745公斤的壓力。在地球上,地幔深處隻有地下180公裡有如此巨大的壓力。這種難以置信的壓力可以使大米澱粉瞬間變性,生米變成成熟的大米。對于生物來說,對超高壓的恐懼是多方面的:它壓碎細胞膜,阻止細胞功能代謝和傳遞資訊;科學家們還不明白為什麼熊能承受如此高的壓力,他們推測這可能與熊主動脫水進入伏擊狀态的能力有關。在這種狀态下,熊蟲可以攜帶各種極端環境。

熊蟲适應超高壓的能力給了我們很好的靈感。在今天的人類認知水準上,我們無法發現和解釋生物的所有奧秘,我們隻能被自然的奧秘所謙卑。筆者認為,如果海洋最深達到20000、30000米,而不僅僅是11000米的現實,那麼2萬、3萬米的水深也将成為動物的樂園和幸福家園。

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