科學家發現了新型呼吸物質,能夠解決水下呼吸的問題,意義重大!

2020-12-04 奈落瑾夢

我們之所以稱水為我們的生命之源,不僅是因為水佔了我們身體內物質的70%,更因為地球上最早期的生命都是從海洋中繁衍生發的。迄今為止,海洋生物種群仍然在地球生物圈裡佔據著極大的比重,可見水在我們賴以生存的地球的演進史中發揮著何等重要的作用。

水下探索的障礙之一——呼吸

可儘管我們身體內絕大部分的物質是水,我們人類卻是地地道道的陸地生物,而且還有很多人甚至不通水性。

自古至今,人類就對那片神秘的海洋充滿了無限遐想。而地球上海洋的面積雖然足足佔據了70%之多,可遺憾的是由於人類暫時還沒能掌握在水中生存的本領,以至於至今我們對海洋的探索區域仍然是少之又少。

人類是哺乳動物,而哺乳動物的一大特點就是需要用肺來呼吸。空氣中的氧氣被人類經過呼吸道吸入以後,會首先到達肺部器官,進而由肺運化到身體的細胞和血液當中。人體細胞經過吸收之後,再釋放出二氧化碳排出體外,這便是哺乳動物呼吸的整個過程。這種呼吸方法讓哺乳動物非常適宜在陸地生存,但同時,也剝奪了哺乳動物、尤其是人在水中的生存能力。

在現代科技迅猛發展的今天,我們人類儘管在各個專業領域都擁有了很多尖端科技裝備,但人類對海洋的探索區域仍然只有區區的5%,而剩下的95%仍然是我們探索的一大盲區。造成我們對海洋探索如此緩慢的一大原因,便是在水下的呼吸問題。

可現在我們不是已經有了供潛水人員在水下作業的氧氣瓶、氧氣面罩等專業氧氣供給裝備了嗎?為什麼還是解決不了水下給氧的問題呢?原來潛水人員在水下執行任務時,為了不給自身造成更大的工作障礙,是沒有辦法攜帶過多過重的物體下水的。也就是說現在的潛水人員進行水下作業時,還只能攜帶少量的氧氣。

水下探索的障礙之二——水壓

既然氧氣瓶的載氧量不能供人類在水下長時間停留,那我們就沒有辦法對深海領域進行探索了嗎?那倒也不能完全這樣說,一艘強大的潛水艇足以把我們送入海底近萬米的位置,但此時我們又需要考慮到另一個重要因素了,那就是深海下的強大水壓。

以我們人體的構造結構來說,人類潛入到海底的最大深度是20米左右,受強大水壓的影響,再深的水域我們人類就無法適應了。可那些大大小小的魚類又為什麼可以在深海自在地遊來遊去呢?

要回答這個問題,又要回到上文我們提到的呼吸方法上來。魚類的呼吸結構跟人類不同,所以它們可以使自己體內的氣壓和外部海水的強大水壓保持相同,也就是說它們感受到的水壓是零,深海自然就對它們構不成任何威脅了。

人類不同,人類體內的大氣壓值是恆定的,但我們在隨著進入海底深度的不斷增加時,外部的水壓也在逐漸增大。一旦外部水壓大於我們體內的恆定氣壓,我們的生命也將面臨威脅。

全液體呼吸技術

如果大家喜歡看科幻電影的話,對這樣的鏡頭肯定不會陌生:將在星際進行長久作業的太空人包裹在一種能夠供其呼吸的神秘液體中,太空人便能夠憑藉這種液體進行長久的正常呼吸,身體也能保持在一個健康穩定的狀態。

雖然我們無從知道電影裡那種可供太空人呼吸的神奇液體是什麼,但在上個世紀,俄羅斯科學家便發現了一種名為全氟化碳的神奇物質。這種物質可以極其快速地溶解二氧化碳氣體,而本身的化學屬性卻十分穩定。

科學家們曾將一隻小白鼠放進溶有全氟化碳的水溶液中,20個小時過去後,小白鼠依然奇蹟般地存活於水中,並且生命體徵一切良好。科學家也就此得出,全氟化碳水溶液是具備令生物呼吸的條件的。

這一發現令科學家們無比興奮,並將其命名為「全液體呼吸技術」。這項技術不僅在小白鼠身上有效,對人體也同樣有效。1989,美國費城的一名新生兒,剛一出生便出現了呼吸困難的情況。醫生立即將這名嬰兒放進了全氟化碳液態環境中,嬰兒的病情奇蹟般地得到了有效的控制,直至最後完全恢復健康。

這一重大發現一經問世,海洋工作者立刻想到了可以將此技術應用於海洋探索領域。如果我們能夠設計出一種運用全氟化碳技術的新型水下潛水裝備的話,潛水員們不就可以在水下潛伏更長時間了嗎?更或者到時我們還可以通過此技術進行深海領域的探索也說不定呢。

曾生活在海洋中的人類祖先

事實上,科學家對人類6000多萬年漫長進化史的研究結果表示,這其中還存在著兩段有待考證的空白期。

森林古猿作為我們人類的原始祖先,存在於1400萬至800萬年以前。而我們人類的直系祖先南方古猿,生活的年代則是400萬至190萬年前,而原始人則生活在170萬年前。

那麼從南方古猿到原始人進化過程中的20萬年,以及從古猿到南方猿進化過程中的400萬年,在考古史中一直作為兩個空缺時期而存在著。甚至迄今為止,科學家也沒有在陸地上發現過那兩段時期的任何一片生物化石。

據考古學家推斷,既然找不到人類在陸地上的任何生存痕跡,那麼,在那段漫長的時間裡,我們人類的祖先就極有可能是生活在海洋中的。

如果這個猜測正確的話,那便說明在我們人類的基因中,是具備著一定的海洋生存能力的。只是由於後來人們發現了更適宜生存的陸地,在長年累月的陸地生活以及漫長的人類進化歲月中,這部分海洋生存基因也就慢慢地隨之退化了。

如果人類在將來可以通過某種基因技術將這部分海洋基因再次激活的話,人類會不會成為像青蛙一樣可以在水中和陸地上同時生活的兩棲高級生物呢?

目前,我們人類居住的地球,生態環境一直在不斷惡化著,南北極的冰雪已經因為全球氣溫的不斷升高而全部融化了,海平面較之以前也有了大幅的上漲。如果有一天,陸地真的消失了,我們人類極有可能再次被迫回到海洋中去生活。可見對於人類來說,擁有在海洋中生存的能力是何等重要。

不過相信在我們的共同努力下,將來地球的生態環境不會惡化到那種地步。不過我們掌握了在海洋中生存的能力之後,仍然可以對海洋進行更廣、更好地探索,開採更豐富的海洋資源,讓我們的生活變得更精彩!

免責聲明:文章內容如涉及作品內容、版權圖片或其它問題,請在30日內與本號作者聯繫,如反映情況屬實我們將第一時間刪除責任文章。文章只提供參考並不構成任何投資及應用建議。

相關焦點

  • 科學家發現新型呼吸物質,能幫助人類在水下呼吸,意義重大
    造成我們對海洋探索如此緩慢的一大原因,便是在水下的呼吸問題。可現在我們不是已經有了供潛水人員在水下作業的氧氣瓶、氧氣面罩等專業氧氣供給裝備了嗎?為什麼還是解決不了水下給氧的問題呢?原來潛水人員在水下執行任務時,為了不給自身造成更大的工作障礙,是沒有辦法攜帶過多過重的物體下水的。
  • 科學家發現「可以呼吸的液體」或將解決水下呼吸問題,有望應用
    通過老人的言語,那時候隱隱約約的感覺到,水就是生命之源,而作為人類,身體中70%的物質都是由水組成的。如果在小的時候,一定會想到這樣的問題,為啥身體70%的物質是水,可人類卻不能在水下生存呢?不但不能在水下生活,反而還要怕水。因為人類是靠肺部呼吸,在水中無法像魚一樣通過鰓來吸取水中的氧氣。
  • 人能在液體裡呼吸嗎? 潛水員在水下呼吸的是純氧嗎?
    川北在線核心提示:原標題:人能在液體裡呼吸嗎? 潛水員在水下呼吸的是純氧嗎? 在科幻電影,電視節目以及書本上,經常有人類在液體中呼吸的情節。例如,不慎掉入怪異的流動液體,冷靜下來之後竟發現自己可以正常呼吸。 最 的例子就是電影《深淵》,男主角潛下深淵時吸的紅色液體。
  • 科學家已經能讓人類在水下呼吸,是否意味著海底人可能存在?
    筆者:三體-小遙面對我們賴以生存的地球,人類有無數問題沒有找到合適的答案。尤其是神秘的大海,這裡佔據了地球表面積的十分之七,最深處可達數萬米,不僅孕育了無數物種,還有豐富的可燃冰等資源。因此,在發達的科技支持下,各國科學家們都在努力研製深海潛水器,試圖早日對此展開更加全面的探索。在此基礎上,科學家們也將潛水探索的目光放在人類本身。雖然我們無法深入數千米的深海,因為這裡有巨大的壓強,但是如果能夠領略真正的海底風光,對我們來說也未必不是一件好事。
  • 人可以在水裡呼吸嗎?科學家研究新技術,可在萬米深海呼吸
    在2016年,高級研究基金科學技術委員會,開展了一項名為「液體呼吸」的項目,科學家們準備開發出一套特殊的裝備,既可以用來幫助太空人和飛行員,不用受到高壓的影響,產生呼吸困難等症狀,同時,也可以幫助潛水員們,可以更好地探索水下的世界,不用擔心自己會因為缺氧而失去生命。
  • 新型間諜裝備讓你在水下如魚般呼吸
    騰訊科學編譯英國《每日郵報》報導顯示,韓國設計師正在研發一種能夠新型間諜裝備——再生氧氣系統,其能夠幫助人們擺脫沉重的潛水裝備,從而在水下像魚那樣自由呼吸。介紹稱,這種再生氧氣系統的名字叫做「特裡同」(Triton),源於人身魚尾海神的名字。
  • 揭秘《海王》的特殊能力,水棲生物如何在水下呼吸?
    出品|網易科學人欄目組 卡麥拉微信|公號ID:WYKXR163魚、水母、海星和海參都能夠在水下吸取氧氣。
  • What if:水中呼吸
    What if:水中呼吸新的一天,新的腦洞。如果我們在水裡無需屏住呼吸或者佩戴笨重的潛水用具,那該有多酷?將有無限可能。我們可以在珊瑚礁周圍沒完沒了地遊來遊去。我們可以和海豚玩耍而不被淹死。沒有潛水器保護,即使在清澈的海水中我們也只能在水下幾百米範圍內活動;當我們嘗試下潛到更深處時雖然不會缺氧了,但200米之下的深海將是一片漆黑,那裡的水溫只有15℃甚至更低。淺水區下的水下生活還有另一個問題。我們的眼睛和耳朵能在空氣使用,但在水下的交流會很困難,因為我們在水中沒法說話了,因為聲帶振動需要很多空氣。在水中我們可能全靠打手勢。
  • 不背氧氣罐也能在海裡呼吸?老外發明人造魚鰓,人類能在水下隨便呼吸
    不背氧氣罐也能在海裡呼吸?老外發明人造魚鰓,人類能在水下隨便呼吸 海底是很多人嚮往的地方了,因為人類屬於陸地的生物,大家都是無法長時間在水裡的,即使憋氣遊泳能力再強,說到底也不可能像魚兒一樣的靈活。在海洋裡面的時候,我們需要及時的換氧氣,不然會憋到窒息了。但是你有沒有想過呢?
  • 《我的世界》:海洋模式中呼吸成了問題,可以用海龜帽解決
    本文章由遊戲終結者鄧二哥獨家發布,各位朋友敞開的去閱讀吧~《我的世界》:海洋模式中呼吸成了問題,可以用海龜帽解決在海洋模式裡面,玩家處在一個周圍都是水的環境中,這個時候,呼吸就成了一個不能忽視的問題,那麼除了使用藥水之外,還有什麼方法可以幫助玩家在水中呼吸呢?
  • 科學家設計「兩棲鰓」 可幫助人類在水下呼吸
    【環球網科技綜合報導】2018年8月9日訊,材料科學家Jun Kamei將材料科學和尖端設計相結合設計出一款兩件式3D列印服裝,取名為Amphibio,可以幫助人類在水下呼吸。該項目在英國皇家藝術學院(RCA)和東京大學RCA-IIS設計實驗室的合作支持下完成。
  • 美醫生發明新型潛水服 像魚一樣呼吸液態氧(圖)
    人類藉助水肺能在水下呼吸,卻無法潛到很深的地方。由於無法克服這種局限性,目前在70米以下的深水中潛水仍很危險,只有少數專家才能做到。超深潛水具有致命危險,目前在月球表面行走的總人數,也比藉助水肺潛到240米水下的人多。找到深海潛水方法現在美國一位發明家認為他找到了解決這個問題的辦法——讓人類像魚一樣呼吸液體,就能輕鬆潛入深海。
  • 為了呼吸,水下小蜥蜴在頭頂造出一個空氣泡,展示了潛水特殊技能
    近日,國外網站展款了一段關於一隻小型熱帶蜥蜴的特別視頻,水下面的這隻小蜥蜴的頭部能製造出一種被科學家稱為「水肺潛水箱」的神奇氣泡。資料顯示,這是一種常年棲息在哥斯大黎加的小型熱帶蜥蜴,英文名為Anolis aquaticus。它被科學家們稱為勇敢的小潛水員。
  • 3D列印技術順利列印出新型「魚鰓」,幫助潛水者在水下順暢呼吸
    為了使人類更好地適應海洋環境,科學家運用3D列印技術發明了一種新型「魚鰓」,幫助潛水者在海洋下輕鬆、順暢呼吸。據外媒報導,「魚鰓」由皇家藝術學院的設計師兼材料科學家JunKamei和東京大學的RCA-IIS設計實驗室合作開發,它實質上是一種用特殊材料製成的特殊呼吸系統,它能高效排出人體呼出的二氧化碳,且能從水中迅速收集氧氣供給潛水者。
  • 人類可以呼吸液體嗎?事實上已經實現了
    但你是否想過,人類有沒有可能在液體中呼吸呢?科幻小說經常對這種可能性進行刻畫,最著名的當屬卡梅隆的電影《深淵》中的情節,但這種設想真的有可能實現嗎?事實上,有可能實現,而且已經實現了。在進一步解釋之前,先來了解一下我們為何不能在水和牛奶等普通液體中呼吸。原因和這些物質與空氣之間的物理差異關係不大,主要是因為這些液體中無法溶解足夠的氧氣。
  • 鍾南山:如果呼吸都成問題 GDP第一有何意義
    「如果在吃飯喝水呼吸都成問題的情況下,GDP世界第一又有何意義?」他希望政府能像追求GDP一樣,追求環境的改善,將環保指標變成政府績效考核重要內容。你不敢相信的灰霾危害為了搞清楚灰霾、空氣汙染對人體健康的真實影響,這位中國工程院院士、廣州呼吸疾病研究所所長、呼吸疾病國家重點實驗室主任,進行了一次細緻嚴謹的研究調查。
  • 魚可以用鰓呼吸,人類可以製造人工鰓在水下自由活動嗎?
    當然水中自由的條件呼吸是少不了的,一般的情況就是帶上輕裝潛水具,然後背上壓縮空氣瓶進行水下活動!但事實上魚兒在水裡是可以自由呼吸的,因為水中有溶解氧,而魚的血液與氧氣交換的「肺」就是它的鰓,維持它生命最重要的工具就是我殺魚時必須清理的那部分!
  • 不用呼吸的生物:在鮭魚體內科學家首次發現了不需要呼吸的生物?
    生活特別閱讀:科學家首次發現在鮭魚體內存在不需要呼吸的生物? 大家好,這裡是「青柳悅生活」! 今天我們來了解一下:這種在鮭魚體內不需要呼吸的生物是什麼?
  • 科學家發現首例不用呼吸的生物,看起來酷似「外星嬰兒」?
    最後在她家中的衣服裡發現了一種很奇怪的高科技物品,考慮到她說過曾生產過外星孩子,所以醫生給她做了全身檢查。最後意外地發現,她腦中被植入了一種無法鑑定的物質。如果說,普通人的話不可信,那這位科學家的話又該如果解釋呢?1988年,瑞士有位人類學家波頓·史皮拉在巴西在原始森林中,意外地發現一個被遺棄的奇怪嬰兒。
  • 國外造出新型潛水裝備,水下呼吸全靠腿~
    除了想要上天跟太陽肩並肩,還想要下水和魚兒嘴對嘴~光有追求卻不識水性的話,下了水就得等7天以後才能上來了...最近,一家來自奧地利的初創公司就發明了一種全新的潛水工具——ExoLung眾所周知,人類要想在水下呼吸通常都得背著沉重的氧氣瓶