深海鱼类为什么能承受海底巨大的压力
在万米深的海渊里 , 身长几厘米的小鱼所承受的压力接近1吨重 , 这么大的压力可以将比坦克更坚硬的东西压扁 , 为什么这些小鱼就能承受如此巨大的压力呢?原来 , 为了适应环境 , 深海鱼类的生理机能已经发生了很大变化 。 这些变化反映在深海鱼的肌肉和骨骼上 。 由于深海环境的巨大水压作用 , 鱼的骨骼变得非常薄 , 而且容易弯曲;肌肉组织变得特别柔韧 , 纤维组织变得出奇的细密 。 更有趣的是 , 鱼皮组织变得仅仅是一层非常薄的层膜 , 它能使鱼体内的生理组织充满水分 , 保持体内外压力的平衡 。 这就是它们为什么在如此巨大的压力条件下 , 也不会被压扁的主要原因 。
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人类潜水已经有2000多年的历史了 , 从最初的“扎猛子”到如今携带各种专业潜水器械 , 越来越多的人喜欢上了潜水运动 。 不过对于人类来说 , 不携带氧气瓶 , 仅靠面镜和蛙蹼进行自由潜水 , 确实是一件相当困难的事情 。 迄今为止 , 人类自由潜水的极限深度不过100多米 , 可企鹅、海豚、海豹等动物的潜水深度可达500米以上!是什么让这些同样用肺呼吸的动物能潜水如此之深呢?
【深海鱼类为什么能承受海底巨大的压力】原来 , 这些具有深潜功能的动物们都有一个神奇的肺——即使被压扁、变形、收缩 , 也不会造成任何伤害 , 并且可以在短时间内自行恢复 。 这些动物的肺还具有特殊的保护器 , 比如海豹的肺部表面有一层活性剂 , 在这层活性剂的保护下 , 海豹的肺相当柔韧有力 , 不仅能轻松对付水中的高压 , 还能自如地舒展、恢复 。
如果人类拥有这种神奇的肺 , 是不是就可以长时间深潜呢?回答是否定的 。 因为 , 决定生物能否长时间深潜还有一个指标 , 那就是摄取和储存氧气的能力 。
与陆地动物不一样的是 , 深潜动物在屏住呼吸时 , 主要依赖储存在肌肉中的氧气 , 而陆地动物却是依靠停留于肺部的氧气 。 研究显示 , 王企鹅在下潜至510米深时 , 可将体内全部氧气量的47%储存在肌肉中 , 其余氧气则在血液和肺部循环 , 而人类只能将体内15%的氧气储存在肌肉中 。
科学家们还发现 , 在海豚、海豹和抹香鲸等深潜高手的肌肉中 , 肌红蛋白的含量都格外高 。 肌红蛋白是一种将血液中的氧吸收并储存起来的蛋白质 , 因此 , 即便这些动物不进行呼吸 , 它们的也能坚持长时间的工作 。
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当然 , 如果能使新陈代谢的速度减缓 , 就能更加合理地分配有限的氧气 , 同时保存体力 , 这对需要长时间潜水捕食的动物来说很重要 。 幸运的是 , 这些深潜高手们真的具有这样的能力 。
有科研人员做过实验 , 他们在7头海象身上绑了传感器 , 用以测算它们的心率 。 在陆地上时 , 这7头海象的平均心率为107次/分钟 , 但随着它们在海水里下潜深度的不断增加 , 心率也开始逐渐下降 , 直至下降到39次/分钟 。 在另一次对海豹的测试中 , 科研人员甚至得到了3次/分钟的极限心率记录 , 而且有两次心跳的间隔居然长达26秒!心跳减慢就意味着新陈代谢的下降 , 所以 , 在含氧量低和血液循环减慢的情况下 , 这些动物仍然能长时间地进行深潜捕食 。
人类不能像这些深潜动物拥有功能强大的肺 , 也不能将过多的氧气存储在肌肉里 , 更不能随意地降低心率 , 相反 , 一旦人类潜水过深 , 还容易患上减压病 , 造成严重伤害甚至死亡!
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人在潜水时 , 越来越大的压力会将人体内的氮气压迫进人的血液或别的组织液中;当潜水者快速返回水面 , 压力突然下降时 , 氮气又会从中离开 , 这个过程非常容易在人体内形成气泡 , 而这些气泡轻则会引起人们头晕、关节痛等不适 , 重则会造成人们耳聋、失忆、呼吸困难甚至死亡!深潜动物在下潜时 , 体内氮的浓度基本不变 , 而且 , 当它们的肺被压扁后 , 不仅氮气 , 肺里的其他气体也不会进入血液或其他组织中 , 因此这些动物们就免去了减压病的烦恼 。
来源:百科知识
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