萬物有科學(xué)

　　隨著深潛器技術(shù)不斷發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，茫茫深海之中并非一片死寂，無數(shù)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米處的馬里亞納獅子魚，是目前人們發(fā)現(xiàn)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(nèi)，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(dāng)于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么深的地方的。

　　那么，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

　　大家在游泳的時候可能有這樣一種體驗：當(dāng)你潛入游泳池底部的時候，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于內(nèi)部的氣壓，導(dǎo)致耳膜受到一個向內(nèi)的壓力。從這個例子我們可以得出一個結(jié)論：隨著水深的增加，水壓會遠遠大于氣壓，導(dǎo)致周圍的水開始向內(nèi)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(nèi)有一個充氣的魚鰾。對于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(jié)構(gòu)，可以幫助調(diào)整浮力，從而實現(xiàn)上浮或者下潛。但是對于深海魚來說，充滿氣的魚鰾無異于一個脆弱的氣球，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舍棄了魚鰾這個危險的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)而依靠某些脂類來提供浮力。

　　相比于淺海中的魚類，深海魚的骨骼和肌肉含量都比較少，而脂質(zhì)和膠質(zhì)則相對較多。此外，深海魚骨骼中軟骨的比例也遠高于淺海魚。對于深海魚來說，這都是為了適應(yīng)深海生活所作出的必要的妥協(xié)。相比于骨骼和肌肉，脂質(zhì)和膠質(zhì)能更好地幫助魚類對抗巨大的壓力。

　　同時這樣的身體結(jié)構(gòu)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(zhì)則同時能夠儲存更多的能量，這對于身處營養(yǎng)貧瘠、氧氣稀薄的深海魚類來說是至關(guān)重要的。

　　深入細胞膜的強大抗壓能力

　　以上提到的并不是深海魚的全部本領(lǐng)。

　　要知道，靜水壓是無孔不入的，無論是宏觀結(jié)構(gòu)還是微觀結(jié)構(gòu)都會受到它的攻擊。

　　當(dāng)我們把視線聚集到微觀世界就會發(fā)現(xiàn)，高壓環(huán)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(zhì)進出細胞的重要關(guān)口，細胞膜變硬會導(dǎo)致物質(zhì)進出細胞更加困難。一旦細胞外的營養(yǎng)物質(zhì)無法進入細胞，細胞內(nèi)產(chǎn)生的廢物難以運出細胞，生物將無法生存下去。

　　科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，相對于淺海魚來說，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(huán)境下保持較高水平的流動性，提高物質(zhì)運輸?shù)男省?/p>

　　高比例的不飽和脂肪酸能讓深海魚即使身處高壓環(huán)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(jié)構(gòu)就會隨之破壞，因為當(dāng)它身處低壓環(huán)境中時，細胞膜的流動性就有些過強，細胞膜過軟，導(dǎo)致細胞很容易壞掉。

　　細胞膜并不是唯一受到高壓影響的物質(zhì)，蛋白質(zhì)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(zhì)會發(fā)生結(jié)構(gòu)的改變和功能的喪失，而蛋白質(zhì)的正常工作對于生物的生存至關(guān)重要。

　　幸好對于這一點深海魚也有相應(yīng)的應(yīng)對策略。它們的某些蛋白質(zhì)特定位點的氨基酸會被其他氨基酸所替換，提高其對壓力的抗性。此外，有些蛋白質(zhì)中的化學(xué)鍵數(shù)目和種類也會發(fā)生一定變化。這種變化導(dǎo)致了蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的改變，從而加強了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的剛性，也就提高了其對高壓環(huán)境的適應(yīng)性。

　　也有研究發(fā)現(xiàn)深海魚體內(nèi)氧化三甲胺的含量遠高于淺海魚。氧化三甲胺是一種非常重要的蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑，它能夠幫助變性的蛋白質(zhì)恢復(fù)原來的結(jié)構(gòu)，從而恢復(fù)其正常功能。深海魚體內(nèi)大量的氧化三甲胺能夠幫助它們細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)維持原有的結(jié)構(gòu)和功能，從而保證細胞的活性。



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