萬(wàn)物有科學(xué)

　　隨著(zhù)深潛器技術(shù)不斷發(fā)展，人們逐漸發(fā)現，茫茫深海之中并非一片死寂，無(wú)數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(yú)，是目前人們發(fā)現的“最深的深海魚(yú)”。作為對比，人類(lèi)潛水的深度一般都在10—20米以?xún)?，最極限的深度也不過(guò)300來(lái)米。要知道，在水下8000米處，靜水壓大約是800個(gè)大氣壓左右，差不多相當于一頭成年公牛站在你的指甲蓋上。要是沒(méi)有深潛器，人類(lèi)是絕無(wú)可能到達這么深的地方的。

　　那么，深海魚(yú)類(lèi)是如何承受住如此巨大的壓力呢？

　　抗壓從魚(yú)鰾的斷舍離開(kāi)始

　　大家在游泳的時(shí)候可能有這樣一種體驗：當你潛入游泳池底部的時(shí)候，會(huì )覺(jué)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部的氣壓，導致耳膜受到一個(gè)向內的壓力。從這個(gè)例子我們可以得出一個(gè)結論：隨著(zhù)水深的增加，水壓會(huì )遠遠大于氣壓，導致周?chē)乃_(kāi)始向內擠壓充氣的物體。

　　而大部分的硬骨魚(yú)某種意義上就是一個(gè)充氣的物體，因為它們體內有一個(gè)充氣的魚(yú)鰾。對于生活在淺海的硬骨魚(yú)類(lèi)來(lái)說(shuō)，魚(yú)鰾是它們非常重要的一個(gè)結構，可以幫助調整浮力，從而實(shí)現上浮或者下潛。但是對于深海魚(yú)來(lái)說(shuō)，充滿(mǎn)氣的魚(yú)鰾無(wú)異于一個(gè)脆弱的氣球，外部巨大的水壓會(huì )毫無(wú)保留地擠壓、蹂躪這個(gè)“氣球”，直到它炸成碎片為止。因此，很多深海魚(yú)在進(jìn)化的過(guò)程中舍棄了魚(yú)鰾這個(gè)危險的結構，轉而依靠某些脂類(lèi)來(lái)提供浮力。

　　相比于淺海中的魚(yú)類(lèi)，深海魚(yú)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(yú)骨骼中軟骨的比例也遠高于淺海魚(yú)。對于深海魚(yú)來(lái)說(shuō)，這都是為了適應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(yú)類(lèi)對抗巨大的壓力。

　　同時(shí)這樣的身體結構還有另外一個(gè)好處，較低比例的骨骼和肌肉能降低深海魚(yú)的能量消耗，而高比例的脂質(zhì)則同時(shí)能夠儲存更多的能量，這對于身處營(yíng)養貧瘠、氧氣稀薄的深海魚(yú)類(lèi)來(lái)說(shuō)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(yú)的全部本領(lǐng)。

　　要知道，靜水壓是無(wú)孔不入的，無(wú)論是宏觀(guān)結構還是微觀(guān)結構都會(huì )受到它的攻擊。

　　當我們把視線(xiàn)聚集到微觀(guān)世界就會(huì )發(fā)現，高壓環(huán)境下，細胞膜的流動(dòng)性會(huì )降低。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在深海之中細胞的細胞膜會(huì )變得更硬，這絕非一件好事。細胞膜是控制物質(zhì)進(jìn)出細胞的重要關(guān)口，細胞膜變硬會(huì )導致物質(zhì)進(jìn)出細胞更加困難。一旦細胞外的營(yíng)養物質(zhì)無(wú)法進(jìn)入細胞，細胞內產(chǎn)生的廢物難以運出細胞，生物將無(wú)法生存下去。

　　科學(xué)家發(fā)現，相對于淺海魚(yú)來(lái)說(shuō)，深海魚(yú)的細胞膜上有著(zhù)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(dòng)性，提高物質(zhì)運輸的效率。

　　高比例的不飽和脂肪酸能讓深海魚(yú)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(yú)被捕撈上岸，它的細胞結構就會(huì )隨之破壞，因為當它身處低壓環(huán)境中時(shí)，細胞膜的流動(dòng)性就有些過(guò)強，細胞膜過(guò)軟，導致細胞很容易壞掉。

　　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(wú)處不在的壓力。正常來(lái)說(shuō)，受到高壓影響的蛋白質(zhì)會(huì )發(fā)生結構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(diǎn)深海魚(yú)也有相應的應對策略。它們的某些蛋白質(zhì)特定位點(diǎn)的氨基酸會(huì )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)鍵數目和種類(lèi)也會(huì )發(fā)生一定變化。這種變化導致了蛋白質(zhì)三級結構的改變，從而加強了蛋白質(zhì)結構的剛性，也就提高了其對高壓環(huán)境的適應性。

　　也有研究發(fā)現深海魚(yú)體內氧化三甲胺的含量遠高于淺海魚(yú)。氧化三甲胺是一種非常重要的蛋白質(zhì)穩定劑，它能夠幫助變性的蛋白質(zhì)恢復原來(lái)的結構，從而恢復其正常功能。深海魚(yú)體內大量的氧化三甲胺能夠幫助它們細胞內的蛋白質(zhì)維持原有的結構和功能，從而保證細胞的活性。



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