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深海里的鱼是怎么生存的?

2023-04-05 20:18:50

科学家们用相机记录了有史以来最深的鱼。动物是如何适应在黑暗、破碎的海洋深处生存的?


科学家们拍摄到一条鱼在超过 8 公里的深度游动,创造了人类记录到的最深鱼类的新纪录。


在原海沟中,在 8,336 米深处游动的自动相机捕捉到了一种未知类型的蜗牛鱼。


之前记录到的最深的鱼类是马里亚纳蜗牛,记录在海沟以南 8,178 米的深度。


深渊带从 6 公里延伸至 11 公里,是一个令人生畏的地方,其特点是 完全黑暗、压力巨大和接近冰点的温度。


很长一段时间以来,科学家们认为,由于这些恶劣的条件,海洋深处不可能存在生命,但这种看法在 1977 年发生了巨大变化,当时研究小组将遥控车辆投放到太平洋 8,000 英尺处,以获取来自热液喷口的图像,海水与岩浆相遇的地方。他们惊讶地发现这些深海喷口充满了生命。


自 1977 年以来,海洋科学家在这些喷口周围发现了多达 600 种前所未见的物种,包括鳞足腹足动物、一种具有铁甲的蜗牛,以及一种名为的新螃蟹。


科学家们对这些发现和物种在超深渊带的极端压力、低温和漆黑中生存的能力很感兴趣。


在马里亚纳海沟底部有 1,086 巴的压力,相当于100 头大象站在你的头上。


生物如何在如此极端的环境中繁衍生息?


生活在深渊区的海洋动物已经在细胞水平上进行了适应,使它们能够承受压迫性的条件。


巨型片脚类甲壳类动物和马里亚纳蜗牛等生物体内 含有高浓度的有机分子,称为 piezolytes  (该名称来自希腊语“ piezin ”,意为压力),可阻止它们的细胞膜和蛋白质在极高压力下被压碎。


这些分子通过增加蛋白质在生物体细胞内占据的空间来抵消周围水柱的重量。根据深海生物学家的说法,这就像把木桩放在帐篷里。


研究表明,压电电解质分子三甲胺 N-氧化物 (TMAO) 的数量在海洋生物中的增加与其栖息地的深度一致。


研究人员在 2022 年的一项研究中得出结论,TMAO通过与水分子形成牢固的氢键,充当“水网络中的锚点” 。这使生物体能够抵抗它所承受的极端压力。


生活在靠近海洋表面的鱼有一个鱼鳔,这是一种充满气体的器官,可以让它们保持浮力而不会下沉或浮到水面。深海鱼类如蜗牛没有鱼鳔,因为充满气体的空腔和从外面推入的水之间的压力差会使鱼鳔破裂。


观看科学家拍摄的关于一种蜗牛鱼在有记录以来的最深处游动的影片。前 15 秒显示打破纪录的鱼,视频中后来的鱼在稍浅的深度。


在深海中没有阳光直射,因此生物不能依靠光合作用将太阳的能量转化为糖来为它们提供燃料。相反,他们使用化学合成来利用海底热液喷口周围发生的化学反应释放的能量来制造糖。它们靠从海底排出的化学物质为生。


深海鱼类也适应了在低氧环境中生存。例如,根据 2022 年的一项研究,与生活在水面附近的鱼类相比,墨西哥洞穴鱼拥有更大的红细胞,可以产生更高浓度的血红蛋白,这种蛋白质将氧气输送到全身。


所有这些适应性使生物能够在地球上最恶劣的环境之一——深海的黑暗深渊中繁衍生息。




源:BBC


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