魚類能頂住深海壓力,可不是因為心態好

2020-12-22 環球網

本文轉自【科技日報】;

隨著深潛器技術不斷發展,人們逐漸發現,茫茫深海之中並非一片死寂,無數生物在這一片漆黑之處繁衍生息。

其中,生活在海面下大約8000米處的馬裡亞納獅子魚,是目前人們發現的「最深的深海魚」。作為對比,人類潛水的深度一般都在10—20米以內,最極限的深度也不過300來米。要知道,在水下8000米處,靜水壓大約是800個大氣壓左右,差不多相當於一頭成年公牛站在你的指甲蓋上。要是沒有深潛器,人類是絕無可能到達這麼深的地方的。

那麼,深海魚類是如何承受住如此巨大的壓力呢?

抗壓從魚鰾的斷舍離開始

大家在遊泳的時候可能有這樣一種體驗:當你潛入遊泳池底部的時候,會覺得耳膜有一種壓迫感,甚至是有輕微的疼痛。這是因為耳膜外部的水壓明顯大於內部的氣壓,導致耳膜受到一個向內的壓力。從這個例子我們可以得出一個結論:隨著水深的增加,水壓會遠遠大於氣壓,導致周圍的水開始向內擠壓充氣的物體。

而大部分的硬骨魚某種意義上就是一個充氣的物體,因為它們體內有一個充氣的魚鰾。對於生活在淺海的硬骨魚類來說,魚鰾是它們非常重要的一個結構,可以幫助調整浮力,從而實現上浮或者下潛。但是對於深海魚來說,充滿氣的魚鰾無異於一個脆弱的氣球,外部巨大的水壓會毫無保留地擠壓、蹂躪這個「氣球」,直到它炸成碎片為止。因此,很多深海魚在進化的過程中捨棄了魚鰾這個危險的結構,轉而依靠某些脂類來提供浮力。

相比於淺海中的魚類,深海魚的骨骼和肌肉含量都比較少,而脂質和膠質則相對較多。此外,深海魚骨骼中軟骨的比例也遠高於淺海魚。對於深海魚來說,這都是為了適應深海生活所作出的必要的妥協。相比於骨骼和肌肉,脂質和膠質能更好地幫助魚類對抗巨大的壓力。

同時這樣的身體結構還有另外一個好處,較低比例的骨骼和肌肉能降低深海魚的能量消耗,而高比例的脂質則同時能夠儲存更多的能量,這對於身處營養貧瘠、氧氣稀薄的深海魚類來說是至關重要的。

深入細胞膜的強大抗壓能力

以上提到的並不是深海魚的全部本領。

要知道,靜水壓是無孔不入的,無論是宏觀結構還是微觀結構都會受到它的攻擊。

當我們把視線聚集到微觀世界就會發現,高壓環境下,細胞膜的流動性會降低。簡單來說,在深海之中細胞的細胞膜會變得更硬,這絕非一件好事。細胞膜是控制物質進出細胞的重要關口,細胞膜變硬會導致物質進出細胞更加困難。一旦細胞外的營養物質無法進入細胞,細胞內產生的廢物難以運出細胞,生物將無法生存下去。

科學家發現,相對於淺海魚來說,深海魚的細胞膜上有著更多的不飽和脂肪酸,這讓它們的細胞膜能在高壓環境下保持較高水平的流動性,提高物質運輸的效率。

高比例的不飽和脂肪酸能讓深海魚即使身處高壓環境仍然擁有柔軟的細胞膜,但如果一條深海魚被捕撈上岸,它的細胞結構就會隨之破壞,因為當它身處低壓環境中時,細胞膜的流動性就有些過強,細胞膜過軟,導致細胞很容易壞掉。

細胞膜並不是唯一受到高壓影響的物質,蛋白質也難以逃脫這無處不在的壓力。正常來說,受到高壓影響的蛋白質會發生結構的改變和功能的喪失,而蛋白質的正常工作對於生物的生存至關重要。

幸好對於這一點深海魚也有相應的應對策略。它們的某些蛋白質特定位點的胺基酸會被其他胺基酸所替換,提高其對壓力的抗性。此外,有些蛋白質中的化學鍵數目和種類也會發生一定變化。這種變化導致了蛋白質三級結構的改變,從而加強了蛋白質結構的剛性,也就提高了其對高壓環境的適應性。

也有研究發現深海魚體內氧化三甲胺的含量遠高於淺海魚。氧化三甲胺是一種非常重要的蛋白質穩定劑,它能夠幫助變性的蛋白質恢復原來的結構,從而恢復其正常功能。深海魚體內大量的氧化三甲胺能夠幫助它們細胞內的蛋白質維持原有的結構和功能,從而保證細胞的活性。

相關焦點

  • 深海壓力那麼大,深海生物並沒有鋼鐵之軀為什麼可以生存
    一開始,有些魚可能無法適應壓力,但它們會隨著時間不斷進化。在不斷進化的過程中,或是逐漸適應深海的壓力,但卻無法適應深海的壓力,所以他們的結果只能是種族的消失。 但經過這麼長時間,能在深海中生存的魚都是能承受這麼高壓力的魚,而那些不能承受的魚在歷史上已經消失了。
  • 為什麼深海魚類大多相貌醜陋?
    深海裡魚類一般都長得並不好看,有一些甚至可以與電影《異性》裡的怪物不相上下。特別是那些常年見不到陽光的海底,大部分魚類的長相都極其超乎常人想像。可能是因為也沒人能看見,所以深海魚都長得很放肆。毒蛇魚是一種小型的深海發光魚類,白天它們會潛藏在水深1524米的地方,晚上則在609米深的水域覓食…讓人恐怖的是由於它們可以把自己的嘴張到兩倍大,所以它們可以輕易吞下根自己一樣大的獵物,大家自行腦補畫面吧…
  • 《戰雙帕彌什》:希望庫洛能頂住壓力,把遊戲運營好
    從開服玩到現在,官方的那些騷操作咱也不想說了,就想說說難度問題,不是有句話說什麼菜是原罪嘛,可那是形容的電子競技,貴遊還不到那個程度,這次新活動一開,囚籠一更新,我跑進去一看,嗯?我那可愛的送分機器人上哪去了?這又是誰?天!卡穆大哥你咋跑這裡來了?
  • 為什麼要探索深海?因為那是給勇敢者準備的!《深海異獸》不是怪獸大片,而是對於深海的探索,滿足了你對於深海的所有恐懼
    2012世界末日它不是也沒有末日嗎?錯,真正的科幻片的精髓是:探索未知,大膽想像! 馬裡亞納海溝深度可達11公裡處,每立方米高達8噸的壓力,無數人 他們在準備著,時刻進入深海,為之付出,在這場深海冒險之時,必定會有人死去,在進入深海的最低端遇見了海底巨怪,過一會電影,就結束了,那個深海場景,簡直怕到恐懼
  • 深海裡,科學家發現了「長著腳」的魚,難道是「外星魚類」?
    海洋深處可以說是人類僅剩的淨土之一,因為少有人類前去,所以沒有被人類破壞。在海洋深處,存在著一些人類從未見過的生物,很是奇特,科學家曾在墨西哥海洋深處發現了一種神奇的動物,是一種魚類,可是它卻長著一雙「腳」。不少人都認為這是一種「外星生物」。
  • 隱藏在海底最深處的世界,連魚類都無法生存,只有深海巨獸!
    大海對我們來說一直都是很神秘莫測的,人們對大海的無邊無際海納川感到嚮往,也對大海的深不可測波濤洶湧感到敬畏,而不少人也會有深海恐懼症,其實到現今為此 人類只探索了5%的海底領域,到目前為止人體所能承受的極限水深為100米,因為海底強大的氣壓,會讓人在超過人體極限時被強壓擠扁。
  • 深海之下住著誰?聊聊這些住在深海的可怕怪物
    這還只是人類目前能探索到的最深底。從遠古時代開始,地球上就流行著深海怪物的傳說,各大洲的文明中,都可以找到海怪留下的烙印。海的最深處,到底居住著什麼可怕的東西?俄羅斯的羅曼·費多索夫(Roman Fedortsov)雖然只是一名在摩爾曼斯克(俄羅斯西北端)的拖網漁船上工作的普通人,但他的推特和ins上則驚人的火,因為上面充斥著有史以來最奇特的深海生物的照片。
  • 深海動物比海洋表層大嗎?科學家:小多了!
    為什麼深海的動物那麼大?這個問題真是莫名其妙,因為深海動物根本就不大,現有的科學發現是從海面越往下動物體型總的來說就越小,而且從深海惡劣環境、生態系統的營養等角度分析,深海也不可能有什麼太大的動物。水面下每100米增加一個大氣壓,1000米深處就是10個大氣壓,4000米的深海就是40個大氣壓,萬米的海溝就是100個大氣壓。如果把陸地或海洋表層的動物不加任何防護運到海底,這樣的壓力能直接把動物壓死。三是低溫。海洋表層100米內溫度受氣溫影響比較大,我們稱之為溫躍層。100米以下到1500米,隨著水深增加,水溫快速下降到4℃左右。
  • 深海漆黑一片,你以為和顏值無關?看了才知道……
    我們今天就來見識一下~~其實混在深海也不是一件容易的事兒!  在深海,想吃東西是要拼絕技的!  深海中滿是海盆和海山環境。而這些環境中的生物相對稀少,因此有人將深海稱為「海洋中的荒漠」。這裡的動物雖然個體稀少,但種類卻不少。  閒話少敘,先來張圖。您見過這個麼?
  • 外星人是否能化身為魚類?潛伏海底默默觀察人類
    外星人是否能化身為魚類?潛伏海底默默觀察人類近期,來自美國加利福尼亞UFO研究所的妮可基德曼博士表示,人類不應該用目前的常識理解外星人的文明和科技,外星生命體或許早就來到我們身邊,甚至他們可能就是海底中的一條魚,一直潛伏在我們周圍默默的觀察著我們例如下圖所示的魚類就是國外某漁夫從深海中無意打撈上來的,這種魚與一般我們常見到的魚差距不是一星半點,非常像極了「外星生物」。
  • 測測你有沒有深海恐懼症!恐怖的深海電影和醜陋的深海魚,你更受不了哪個?
    12月8日上映的一部電影,號稱 「能將你嚇出深海恐懼症」。這部電影就是《鯊海》,又名47Meters Down,講述人類在大海中遭遇鯊魚的驚悚冒險故事。三,對水生生物的恐懼其中包括鯊魚等對人類具有攻擊性的海洋生物、巨型烏賊等外貌可怖的生物體,以及抹香鯨等對人類具有體型壓制的巨大水生生物。四,對於深海不明生物的恐懼由於人類對深海仍然知之甚少,因此對這片神秘的領域持有想像和恐懼。
  • 【腦洞大開】深海壓力那麼大,海底生物為什麼沒被壓死?
    然而,就是在這樣的「超級高壓鍋」裡卻依然活躍著各種各樣的海洋生物,除了無處不在的微生物,甚至還有體格不小的魚類等動物,比如活躍在6000米深海之下的鈍口擬獅子魚。鈍口擬獅子魚 | 圖源:Wang, K. et al. (2019)科學家發現,這些深海魚在演化過程中索性丟掉了容易被擠爆的魚鰾。
  • 深海總動員遊戲能賺錢嗎?錢可以提出來嗎?[多圖]
    深海總動員遊戲能賺錢嗎?深海總動員這款趣味的合成紅包遊戲有很多精彩的玩法而且還能領紅包賺錢,很多還沒有深入體驗這款遊戲的玩家們都非常的好奇,為了幫助大家有更加全面的了解,今天小編就為大家分享深海總動員遊戲賺錢的詳細介紹,感興趣的朋友們一起來看看吧!
  • 全球那些能嚇死人的巨型魚類
    這條金槍魚身上的可食用肉重達230公斤,切片之後批發價可達13200美元,零售價更達83000美元。初步計算,這些魚肉可做成1768個金槍魚罐頭,511盤日式生魚片刺身,2875個金槍魚三明治。9、溫州漁民捕獲深海「巨無霸」3月27日,昨天,溫州洞頭漁民曾師傅像往常一樣,和小夥伴們一起出海捕魚,誰也沒想到,這一行能收穫一輩子都難得一見的「巨無霸」。26日晚上六點,曾師傅在洞頭近海內作業。忽然,一條大魚順著水流進入了漁網。無奈這傢伙是個「巨無霸」,曾大哥只好和小夥伴一起拖著它返回碼頭。
  • 重要事情說三遍,深海沒有大動物,未知巨型生物的謠言可以休矣!
    為什麼深海的動物那麼大?這個問題真是莫名其妙,因為深海動物根本就不大,現有的科學發現是從海面越往下動物體型總的來說就越小,而且從深海惡劣環境、生態系統的營養等角度分析,深海也不可能有什麼太大的動物。如果把陸地或海洋表層的動物不加任何防護運到海底,這樣的壓力能直接把動物壓死。三是低溫。海洋表層100米內溫度受氣溫影響比較大,我們稱之為溫躍層。100米以下到1500米,隨著水深增加,水溫快速下降到4℃左右。1500米以下直至萬米海溝,水溫就基本不再變化了,一年到頭都是1-4℃左右。這麼低的溫度只適合一些低代謝率的動物長期生存。
  • 紐西蘭怪異魚類:鼬魚眼睛進化到近乎消失(組圖)
    鼬魚通常比其他鰻魚要短,是一種深水魚類。和鼬魚一樣,許多深海物種在漆黑的海底生存,眼睛已經進化得很小,幾乎是沒有眼睛。此外,為了抵抗超強的水壓,許多魚類的骨架主要由較輕的軟骨組成,而不是由硬骨頭組成。2. 雙色鱧魚雙色鱧魚這條雙色鱧魚發現於2400米深的水下,科學家們此前從未在紐西蘭附近海域發現過這種物種。
  • 研究人員在太平洋海平原發現破紀錄數量的魚類
    據外媒報導,來自三個著名海洋研究機構的科學家們日前發現,在海洋表面以下9800到19600英尺(3000到6000米)的深海區域出現了有史以來最大的魚類聚集地
  • 好可怕!組圖:活在深海中的恐怖生物-深海,恐怖,生物,可怕,組圖...
    攻擊船隻的巨大章魚:黑暗的深海是一個可怕的地方,那裡盛產的生物能夠激發許多令人驚恐的故事素材。這裡就是我們收集到的真實怪獸,這些動物被稱作深海怪獸,它們的體型遠比生活在淺水區的親屬大得多。人們尚不知道為什麼會出現巨型動物,但是值得慶幸的是我們很少會在它們的自然棲息地與它們親密接觸。
  • 奇聞:深海小型魚類的夢魘,身長3米,強大口器剎那間可撕碎獵物
    他懷疑這條博比特蟲在他的海缸中潛藏了兩年,因為它始終藏在海缸底部的沙石裡,在夜裡才出來捕食獵物,而且行為非常詭秘,所以始終都沒有被人發現。這條博比特蟲非常恐怖,長度大約在一米左右,誰又能想到在小小的海缸中藏了這麼一條怪物。
  • 深海水族館怎麼樣 深海水族館遊戲介紹[多圖]
    深海水族館是一款放置類遊戲,這類遊戲也可以說成是放置養成遊戲,只是玩家養的東西變成了水裡的各種生物,下面就讓小編給大家介紹一下這款遊戲。《深海水族館》是一款放置類的遊戲,但他與大部分的放置類遊戲有著很大的不同,其他的放置類遊戲都將遊戲的娛樂刺激放在了戰鬥力提升和不斷收穫的愉悅中,而且深海水族館則是可以解鎖更多的水下美景,讓玩家更多是視覺的享受,感官的放鬆。