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深海动物为什么不会被压扁
发表时间:2022-01-25     阅读次数:

作品介绍

作品名称:深海动物为什么不会被压扁

作 者:王心怡/北京师范大学(个人)

作品简介组图为黑头?(Sitta villosa)利用人工巢箱进行育雏。

简介:我们在人行道或森林公园散步时,可能会发现树干上缠着一些精致的小木房子。那么大家知道这些小房子是做什么的吗?它的学名叫人工巢箱,是科研工作者们专门为小鸟准备的家。有别于许多人的认知,一年的大多数时间里,鸟儿并不在巢中睡觉。只有到了春季繁殖期,成鸟孵化哺育幼鸟时才需要筑巢。人工巢箱大多为木质;侧面留有一个鸟儿进出的洞;顶盖通过铁丝固定,可以打开查看巢内情况;表面写有编号,并通常会刷一层清漆,以延长使用寿命。人工巢箱可以招引鸟类繁殖,为繁殖期鸟类提供一个相对安全舒适的繁殖场所,提高幼鸟的成活率。近年来,人工巢箱逐渐成为生态学研究的重要手段之一。利用人工巢箱,生态学家们可以对鸟类的繁殖生态、种群动态、生活史策略等方面开展深入研究。希望通过这组照片增加公众对人工巢箱的了解,认识到人工巢箱对鸟类及生态系统的重要作用,在野外见到人工巢箱时能做到不靠近、不打扰,为鸟类保护及祖国生态文明建设贡献出自己的一份力量。


深海动物为什么不会被压扁?

我们在潜水时,有时会觉得耳朵和鼻子不舒服,这是为什么呢?这是因为耳鼻内有空气,水挤压人体内的空气,让我们感到不适。

水越深,水的压强就越大。标准条件下海平面的大气压为1巴(bar,1bar=100kPa),每下降10米压强增加1巴。在世界海洋的最深处马里亚纳海沟,压强可能达到1000巴——相当于把1600头大象压在人身上。深海的压强虽然很大,但并不荒凉,约三百多种鱼在3,000米以下的深海中怡然自得地生活着。钝口拟狮子鱼(Pseudoliparis swirei)是迄今发现游得最深的鱼,科研人员曾在8145米的深海找到其踪迹。

那么,为什么人只能潜水几十米,而有的动物能在几千米深的海洋中生活却不被压扁呢?

有无气囊是主要决定因素之一。人类通过肺呼吸,我们的肺如同一个充满气的气囊,水的深度越深,气囊受到的挤压越大,超过一定限度后就会难以呼吸,发生危险。类似的,浅海鱼类通常具有充满空气的鳔,它们通过鱼鳔的收缩和膨胀来调节身体的密度,完成上升或下沉的动作,不过这也阻碍了它们潜入更深的地方。深海鱼则不同,它们没有鱼鳔,体内充满水分,近乎实心,可以很好地维持内外压力平衡,因此不会被压扁。

没有气囊还不足以应对高压,因为高压还会破坏身体中分子的结构——构成所有物质的微小积木。这时就需要一些化学物质的帮助。近年来,科学家们证实乳酸脱氢酶(LDH)、氧化三甲胺(TMAO)等物质在动物适应深海高压方面起了重要作用。相比于浅海鱼,深海鱼的LDH能适应更大的水压。TMAO则会在深海动物的蛋白质被挤压发生变性时发挥分子伴侣的作用,促使蛋白质肽链再折叠,维系蛋白的结构和功能。有趣的是,TMAO也是让鱼虾散发出腥味的主要物质。

除了长住居民,深海还会时而迎来一些来访者,比如鲸和海豹。它们通过虽然肺呼吸,但能轻松下潜至2000米深处觅食。这主要是因为鲸和海豹没有胸骨,当它们潜入深海中时,呼吸的氧气来源于血液和肌肉,而肺部可以折叠变瘪,没有大气囊,也就不会被压扁了。


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