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为什么压力没有把深海生物压扁

时间:2022-02-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:气球和深海生物经受压力的方向相反,道理却是一样的。虽然没有被压扁,但几百个大气压,不可能不影响深海生物的生理功能,在高压下连身体里的蛋白质都不稳定,深海生物又是怎么对付的呢?20世纪70年代,科学家发现:海洋生物身体里有种特殊的有机质叫作渗透溶质,它不但能帮助调整体液的渗透压力,保持身体内外渗透压力的平衡,还能在高压下稳定蛋白质。
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海水越深压力越大,每加深10米就要增加1个大气压,2500米的深海就有250个大气压,相当于一头大象压在一个脚指头上。这么大的压力,深海生物怎么受得了?许多深海生物柔软的身体还是透明的,在高压下游泳怎么还能那样地优哉游哉?

原因很简单:这些生物里外都是液体,身体外面是海水,身体里面是体液。一个物体在流体介质里,不管是液体还是气体,只要里外的压力相同,就不会变形。深海生物身体里面的压力和海水是平衡的,所以不会被压扁。但潜水装置不同,深潜器里面是空的,它靠的是钛合金外壳来抗压。就像一个气球,在地面上因为内外压力相同,不会变形;当你一撒手把气球放到空中,气球在升到高空后,因为高空的空气稀薄,由此造成气球里面压力比外面大,当内外压力差太大的时候,气球就会爆炸。气球和深海生物经受压力的方向相反,道理却是一样的。

虽然没有被压扁,但几百个大气压,不可能不影响深海生物的生理功能,在高压下连身体里的蛋白质都不稳定,深海生物又是怎么对付的呢?虽然目前对其中的机制还不完全了解,但是生物在水里总是面临着身体内外渗透压力平衡的问题。浓度低的液体会穿过半透膜跑到浓度高的液体里去,比如淡水生物到了海水里就会失掉体液。20世纪70年代,科学家发现:海洋生物身体里有种特殊的有机质叫作渗透溶质,它不但能帮助调整体液的渗透压力,保持身体内外渗透压力的平衡,还能在高压下稳定蛋白质。所以水深越深的海洋生物身体里,渗透溶质也就越多。

深海里生活着许多柔软而透明的动物

其实,海洋生物如何对付深海压力,并不仅仅是个生物化学的问题,还需要研究生物本身的活动。比如说,有些海洋动物昼夜上下迁移几百米,这其中存在着几十个大气压的差异,它们又是怎样自如地适应的呢?科学家推测,深海生物和浅海生物本身有着“亲戚关系”,它们应该是在浅海环境恶化的某个时候,转移到深海“逃难”,由此变成深海生物的。这其中的适应机制非常有意思,值得海洋生物学家好好探索一番。所以,近年来,科学家一方面用深潜器深入海底观测,另一方面还设计了“高压舱”等各种装置,把深海生物捕获到海面上进行实验,希望能够找出这里面的奥秘所在。(郭君)

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