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深海压力那么大,金属都能压扁,为什么鱼却没事?
深海压力大,只是相对而矣。只要内外压力相等,就不存在压扁的可能性。深海动物与陆地动物主要区别是适应度不一样。陆地动物空腔的压力适合在陆地空气中生活。深海生物空腔极少,体内液体平均分布,使内外压力平衡,适应深海生活。不管圆的方的形状并不受限。所谓钢铁也会挤小,那真是微乎其徽。除非是空心密封的,可能都会挤爆。
深海里水压很大,每下降约10米就增加一个大气压的压力,对于水下上千米的鱼儿来讲,实际上承受了几百来个大气压,这些压强足以把具有空气空腔的坦克和潜水艇压扁,为什么这些鱼儿还能自由的游来游去?
根据达尔文生物演化理论,自然选择是演化的重要推动力,当深海鱼类为了适应深海的环境条件,种群就会发生演化,具有有利变异的鱼类就能够在深海中存活,繁衍并遗传给后代,这些演化要经历很多代,有时会需要长达上百万年的时间。
对于深海鱼类,它们经过长期的演化,鱼类的骨骼变的非常薄易弯曲,肌肉也进化的非常柔韧,同时,鱼类体内的生理组织也充满水分,体内不存在空气空腔,这使得鱼儿的体内与体外压力平衡。
深海鱼不光是体内生理结构的变化,外表与浅水鱼也有明显差别。这是由于深海环境的黑暗,谁也看不见谁,于是深海鱼类一般就放飞自我,有个性的随便长。深海鱼外貌都是丑出天际,这也算是自然进化的副作用吧。
内外压强相等?不存在的,内外压强相等的前提是你要能够承受住那么大的压强才行,上图中左边是1个大气压下的塑料杯,右边是深海1500米也就是150个大气压下的塑料杯,很明显深海1500米对于塑料杯来说,杯内和杯外都是一样的压强,因为它没能承受住那么大的压强而被压扁了。我们能看到一些深海鱼类,动辄生活在深海8000多米的深度,这里相当于800多倍的大气压,相当于北京地铁晚高峰13万倍的压强,换成是人类早被压成肉泥了。
深海鱼能抵抗那么高的压强是因为它们细胞的组成结构和浅水鱼有很大区别。(1)科学家发现深海鱼类细胞膜上镶嵌的蛋白质体积更小,数量更多,从细胞构成上将结构变小,有利于对抗海水压强。(2)深海鱼细胞膜上的磷脂大多都由不饱和脂肪酸来构建的,磷脂的流动性会更高,更舒展,也有利于抵抗高压环境。(3)鱼鳔内的气体容易受到水压压迫,所以深海鱼体内没有鱼鳔。
(4)深海鱼一般体态较为柔软,避免了皮肤和海水对峙,也是对抗高压的一种方式。
人类目前为止发现的最深的海洋生物是在2014年,位于马里亚纳海沟8145米发现的一种软体鱼类。这类深海鱼已经从细胞组成上和浅水鱼有了巨大差异,如果将深海鱼捕捞上岸,由于外部气压太小,细胞内的物质会渗出,深海鱼很快就会死亡。
存在即合理,深海鱼既然可以生活在数千米的深海,承受上百的大气压,说明它们身体的构造肯定是和环境相符合的。
最重要的一点,深海环境中,深海鱼的内外压强相等或者相差不大。因为如果深海鱼内外压强相差过大,结果肯定是鱼儿被压扁!即便是坦克,在几千米的深海中也会被压扁。但是如果坦克里面灌满水,内外压平衡,坦克就不会被压扁。鱼儿身体的强度肯定不如钢铁,所以内外压差绝对不会太大。
其次,深海鱼的肌肉和骨骼较为特殊,肌肉和骨骼变得十分柔软弯曲,任性十足,能够承受一定程度的内外压力差。还有就是深海鱼的细胞膜结构也和浅海鱼不一样,深海鱼的细胞膜流动性更强,抵抗压力性能更好。
总之,就是深海鱼无论从结构和组织上,都是朝着抵抗压力的方向发展。但是令人奇怪的是,不知道为什么很多深海鱼都长的奇丑无比,令人发指。
海洋生物学家喜欢在研究海底时携带着塑料泡沫制品,比如:杯子,通常他们会在被子上刻上日记,和各种花纹,或者印制有探险队的名字,然后将它们放在潜水器上。
随着潜水器下潜深度的增加,海水的压强也会逐渐压缩这些杯子,最终这些杯子会被压缩成原来很小的一部分,但密度却比原来更高了。
有人非常喜欢收集这些被深海水压缩后的杯子,通过这些杯子我们也能直接感受到海底压强有多高。
既然海水的压强能够把泡沫杯子都压缩了,那为什么深海鱼却能够在这里生活呢?
在海水深度超过200米的地方,被人们称之为深海,随着深度的不同,又进一步划分为:中层带,深层带,深渊带,超深渊带(海水深度超过6000米)。而海水的压强会随着深海的深度增加而增加,其中海水深度每增加10米,压强就会增加1个大气压。在深海4000米处,一个指甲盖大小的地方,都要承受一只大象的重量。
一般来说,海水的深度越深,能量越匮乏,以至于海水越深生物越少,而超深渊带的生物最少。但英国阿伯丁大学曾经在海底7700米深处的超深渊带,发现了一种狮子鱼,尽管这里的能量稀少,压强较大, 但狮子鱼却在这里生活的十分惬意。
超深渊带的狮子鱼被认为是目前地区上已知的栖息地最深的脊椎动物,科学家通过研究解剖发现,狮子鱼为了适应深海超强压强,身体机理发生了很大的变化。
首先,它们的皮肤几乎呈透明状,我们能从它们的外表直接看到它们的身体内部。之所以呈透明状,是因为它们的皮肤非常薄,大概只有一层膜的厚度,这能够保持鱼体内外的压强平衡。
我们可以把鱼看做是一个气球,如果气球外面的压强过大,而气球内部的压强过小,那么将会导致气球被压缩。如果气球内部的压强较大,而外部的压强较小,那么气球将会因膨胀而破裂。只有当鱼内外的压强一致时,此时鱼才能生存。
深海狮子鱼也是如此,它们的皮肤组织会尽量保证让它们体内的压强与外界压强一致,这样就不会感受到压强的变化。
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