关于问题深海压力那么大,金属都能压扁,为什么鱼却没事?一共有 4 位热心网友为你解答:
【1】、来自网友【追赶光速】的最佳回答:
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。同时这样的身体结构还有另外一个好处,
较低比例的骨骼和肌肉能降低深海鱼的能量消耗,而高比例的脂质则同时能够储存更多的能量,这对于身处营养贫瘠、氧气稀薄的深海的鱼类来说是至关重要的。
前些年被评为世界上最丑生物的水滴鱼——软隐棘杜父鱼就是一个很好的例子。被捕捞上岸的水滴鱼往往是软趴趴的一滩粉红色物体,活脱脱像一个长着大鼻子的史莱姆。然而在深海中水滴鱼的外形和普通鱼类并无二致,只是在被捕捞上岸的过程中,由于压力的迅速降低让它们的身体结构被破坏,成了我们看到的样子。而在它们生活的地方,却正是这一身的胶质帮助它们存活了下来。
之前的研究发现,在马里亚纳狮子鱼的基因组中,调控骨骼发育和骨组织骨化的基因发生了突变。这一突变会导致马里亚纳狮子鱼骨骼的钙化过程提前终止,导致其骨骼组成中大部分为软骨。而软骨的抗高压能力是远远强于硬骨组织的。
然而这并不是深海鱼的全部本领。要知道,静水压力并不是一个宏观的物体,它并不像一只死死捏住深海鱼的手,只会从宏观的身体结构上对深海鱼造成影响。
静水压是无孔不入的,无论是宏观结构还是微观结构都会受到它的攻击。
当我们把视线聚集到微观世界时,我们会发现,高压环境下,细胞膜的流动性会降低。简单来说,
在深海之中细胞的细胞膜会变得更“硬”
,这绝非一件好事。细胞膜是控制物质进出细胞的重要关口,细胞膜变硬会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。
这就像是外卖员要通过一个人头攒动的路口去送外卖:本来他只要在人缝中挤过去就行,结果有一股神秘的力量把所有人都往一块推,搞得人贴人人挤人,外卖员拼了老命也没能挤过去,这时他就会觉得压力好大。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。
打个比方,植物油相对动物油来说不饱和脂肪酸的含量更高,所以在常温下植物油一般是液体,而动物油则固体居多。
你很难让一枚硬币穿透一块黄油,而让它从一瓶花生油的表面掉到瓶底却很容易。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。
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。幸好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。
比如深海鱼体内的α肌动蛋白在多个位点发生了氨基酸的取代,其中包括了钙离子和 ATP 的结合位点。这两个位点的氨基酸替换能够保证肌动蛋白在高压环境下仍然能正常工作。
此外,有些蛋白质中的化学键的数目和种类会发生一定的变化。
这种变化导致了蛋白质三级结构的改变,从而加强了蛋白质结构的刚性,也就提高了其对高压环境的适应性。就像你在搭积木的时候在积木外面多贴两根胶带,绝对比不贴胶带要稳固许多。也有研究发现深海鱼体内氧化三甲胺(TMAO)的含量远高于浅海鱼。
氧化三甲胺是一种非常重要的蛋白质稳定剂,它能够帮助变性的蛋白质恢复原来的结构,从而恢复其正常功能。
深海鱼体内大量的氧化三甲胺能够帮助它们细胞内的蛋白质维持原有的结构和功能,从而保证细胞的活性。
有趣的是,随着鱼类的死亡,氧化三甲胺会逐渐分解为三甲胺,而三甲胺则是海鱼腥味的重要来源。那么也就是说,越是深海鱼,死了以后的腥味就越重,内陆的朋友们总觉得带鱼的腥味重也就不难理解了。
【2】、来自网友【来看世界呀】的最佳回答:
在海洋中,每下降 10.3 米增加一个大气压,马里亚纳海沟底部可达到 1000 个大气压,足以将潜艇压扁,但是那里依然生活着不少的鱼类。
金属在海底也未必会被压扁,有些沉船是因为破损进水,最后船体内外都是海水,每块钢板内外的压力是比较均衡的,不会立马压扁,不过也会逐渐变形;反而是潜水艇那样的密闭设备,如果潜的过深,内外压力不平衡,超过钢铁能承受的极限后,潜水艇就是被压扁。泰坦尼克号沉没后,至今也没有被压扁,内部空间充满水,成为了海洋生物的乐园。
深海的鱼类与浅海的鱼有很大的不同,首先它们体内没有或者仅有很小的一部分空腔,这就使得它们不需要平衡空腔和海水的压力;其次,深海一些鱼类皮肤透水性较好,海水可以自由出入,生物体内无骨或者有比较薄、韧性比较好的骨头,可以随着海洋压力的变化而改变形状,自由进出的海水,在生物体内外都形成一定压力,压力均衡。
我们经常听说的深海鱼类拿出海面就会立即爆炸的说法并不准确,像拥有上述身体结构的鱼类,体内没有空气空腔,并不会发生爆炸。对它们来说,血液中融氧因为气压降低的析出才是致命的,类似于潜水员过快的从深水处浮上睡眠患“减压症”,造成组织的损伤。
【3】、来自网友【爱较真的戴老师】的最佳回答:
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。
【4】、来自网友【科学薛定谔的猫】的最佳回答:
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。
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