深海鱼类出现在浅海会死吗 (为什么深海压力那么大还有鱼能活)

#所见所得,都很科学#

鱼类不通过肺部呼吸,因此能够在水下压力下生存。它们不具有可因高压而被压缩的气穴。喙鲸可以潜到一万英尺深处,可以完全压缩肺部,将里面的空气全部排出。

你是否曾经潜入游泳池底部并逐渐感觉到耳朵上的压力增大?大多数人对水压都有基本的了解,水压会随着我们走得越来越深而增加。

通常不建议人类在150英尺(45.72 米)以下游泳,但人类的最深潜水深度实际上是1000英尺(304.8 米),这相当不可思议!在那个深度,压力很大,但与更深深度的压力相比,这根本不算什么。

有许多鱼类和海洋物种可以在海面以下 25,000 英尺(7620 米)的地方生存!

这怎么可能呢?是什么让这些深海生物在巨大的重量下不被压垮?

大型鱼类在深海会被压力压死吗,为什么水下压力大鱼类还能生存

当我们深入海洋时压力会增加

当我们站在地球表面时,我们周围的气压是1个大气压(大气压)。然而,当我们潜入海中,每 10 米,我们身体上的压力就会增加 1 个大气压——假如潜水员在100米的深度,体内的大气压就是陆地上的11倍,相当于一辆重型卡车轮胎内部的压力。

在海底,人体在极大的压力(每平方英寸数千磅的压力)下被压垮,耳膜破裂,肺部充满血液然后塌陷,瞬间窒息。事实上,这一系列可怕的事件只会发生在地表以下几千米处,更不用说深入到黑暗中几公里了。

尽管人类在这些深度的压力面前很脆弱,但海葵、蠕虫、鱼类、鲸鱼、海豹、螃蟹和数千种其他海洋生物似乎可以轻松地应对压力。

虽然这看起来不可能,但请记住, 压力与平衡有关。

当人类潜入水下时,我们感受到的压力来自于我们体内的空气被压缩。我们的耳朵、鼻窦、肺部和血管中都有空气。水压可能很高,导致器官系统和组织内的空气受到压缩。

鱼如何在水下生存压力?

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图片来源:Shutterstock

然而, 水是不可压缩的 。这是气体和液体之间的主要区别之一。鱼没有可以压缩的气穴,特别是因为它们不使用肺呼吸。它们主要由水组成,因此压差保持平衡。最深处的鱼类被发现于大约 27,000 英尺( 8229.6 米 )处。

然而,鱼类并不是在如此深度发现的唯一生物。一些鲸鱼、海豹和其他鲸目动物能够潜入近 10,000 英尺( 3048 米 )的深度。这些生物确实拥有与人类有些相似的肺部和血管系统,但它们却没有被压得粉碎……这怎么可能?

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居维叶喙鲸

海洋哺乳动物(如鲸鱼)如何在水压下生存?

对于像喙鲸这样,可以说是潜水最深的鲸目动物(不到 10,000 英尺)来说,压力绝对是一个问题,但它们有强大的能力来适应深海生活方式。

例如,这些生物的肺部是完全可压缩的,这意味着它们可以使肺部的所有气体进入血液和肌肉,在压力下基本上可以溶解。这些器官已经适应了容纳更多的肌红蛋白(肌肉中的储氧蛋白)和血红蛋白。

肺部的塌陷还会阻止肺泡的气体交换,从而阻止氮气进入血液。人类深海潜水员如果从深处上升得太快,海水压力迅速减小,体内的上百万个小气泡就会因为压差瞬间膨胀,整个人就会像一瓶剧烈摇晃过的碳酸饮料。这时潜水员就会出现“减压病”症状,轻则皮肤发痒、关节痛,重则肺部破裂、神经坏死,直至死亡。 通常情况下,从100米的深度浮出水面,需要在水中减压4个小时。

许多深海潜水生物(如鲸鱼)自然地学会了如何在水中缓慢上升,就像人类一样减压以防止这种痛苦的情况。

如果体腔和组织中没有这些气穴,深海生物就不再容易受到我们身体感受到的相同压力的影响。此外,虽然有些生物的耳道内确实有空气(有些甚至在头腔内有鼻窦),但这些腔内衬里的组织通常高度灵活,并且很容易膨胀,从而排出任何空气并防止压差。

深海生物的生存深度有极限吗?

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图片来源:Alamy

马里亚纳蜗牛鱼(Pseudoliparis swirei)是之前有记录的最深的鱼类,它是在 8,178m深处发现的。

在一定深度以下,具有复杂器官系统的高级生物(除了海葵、蠕虫和某些节肢动物之外)根本无法生存。鱼类能够潜入超过 25,000 英尺的深度,是因为存在一种特别亲水的物质,称为氧化三甲胺 (TMAO),它可以防止体内蛋白质和其他重要分子在强烈的外部压力下变形和压缩。

然而,在更极端的深度,该分子不再能够保护鱼类免受基本的生理压缩,因此鱼类和海洋生物存在深度限制。对于那些确实存在于海洋最深处的奇异生物来说,研究是非常困难的,因为当它们被带到水面时,大多数都会因为缺乏压力而死亡。它们的膜具有独特的适应能力,除了极端压力之外,它们无法在任何情况下保持完整性。