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深海压力那么大,深海鱼为什么没被压死?

叶沛沅

①奋斗者号成功坐底马里亚纳海沟,坐底深度10909米,是我国载人深潜器新的深度纪录!

②随着深潜器技术的不断发展,人们才逐渐发现,茫茫深海之中并非一片死寂,无数生物在这一片漆黑之处繁衍生息。

③其中,生活在海面下大约8000米处的马里亚纳狮子鱼,是目前人们发现的“最深的深海鱼”。作为对比,人类潜水的深度一般都在10-20米以内,最极限的深度也不过三百来米。要知道,在水下8000米处,静水压大约是800个大气压左右,差不多相当于一头成年公牛站在你的指甲盖上。要是没有深潜器,人类是绝无可能到达这么深的海中的。

④那么,深海鱼类是如何承受如此巨大的压力的呢?

⑤大家在游泳的时候可能有这样一种体验:当你潜入游泳池底的时候,会觉得耳膜有一种压迫感,甚至是有轻微的疼痛。这是因为耳膜外部的水压明显大于内部的气压,导致耳膜受到一个向内的压力。可见,随着水深的增加,水压会远远大于大气压,导致周围的水会开始向内挤压充气的物体。

⑥而大部分的硬骨鱼某种意义上就是一个充气的物体,因为它们体内有一个充气的鱼鳔。对于生活在浅海的硬骨鱼类来说,鱼鳔是它们非常重要的一个结构,可以帮助鱼类调整浮力,从而实现上浮或者下潜。但是对于深海鱼来说,充满气的鱼鳔无异于一个脆弱的气球,外部巨大的水压会毫无保留地挤压、蹂躏这个气球,直到它炸成碎片为止。因此,很多深海鱼在进化的过程中“舍弃”了鱼鳔这个“危险”的结构,转而依靠某些脂类来提供浮力。

⑦相比于浅海中的鱼,深海鱼的骨骼和肌肉含量都比较少,而脂质和胶质则相对较多。此外,深海鱼骨骼中软骨的比例也远高于浅海鱼。对于深海鱼来说,这都是为了适应深海生活所作出的必要的“妥协”。所谓“过刚则易折”,相比于骨骼和肌肉,脂质和胶质能更好地帮助鱼类对抗巨大的压力。

⑧然而这并不是深海鱼的全部本领。

⑨要知道,静水压力并不只是从宏观的身体结构上对深海鱼造成影响,它是无孔不入的,无论是宏观结构还是微观结构都会受到它的攻击。从微观世界看,高压环境下细胞的细胞膜会变得更“硬”,细胞膜的流动性会降低,导致物质进出细胞更加困难,细胞外的营养物质无法进入细胞,细胞内产生的废物难以运出细胞,那生物将无法生存下去。然而,科学家发现,相对于浅海鱼来说,深海鱼的细胞膜上有着更多的不饱和脂肪酸,这让它们的细胞膜能在高压环境下保持较高水平的流动性,提高物质运输的效率。

⑩高比例的不饱和脂肪酸能让深海鱼即使身处高压环境仍然拥有“柔软”的细胞膜,但如果一条深海鱼被捕捞上岸,它的细胞结构也会随之破坏,因为当它身处低压环境中时,细胞膜的流动性就有些过强,细胞膜过“软”,导致细胞很容易坏掉,身体就会变形。

⑪脂质并不是唯一受到高压影响的物质,蛋白质也难以逃脱这无处不在的压力。正常来说,受到高压影响的蛋白质会发生结构的改变和功能的丧失,而蛋白质的正常工作对于生物的生存至关重要。对于这一点深海鱼也有相应的应对策略。深海鱼的某些蛋白质特定位点的氨基酸会被其它氨基酸所替换,提高其对压力的抗性。

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