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尽管人类探索地球最深渊的渴望与登上世界之巅的欲望一样强烈,但想要到达海洋的最深处,单靠强烈的好奇心是远远不够的。在那里,有人类未知的极度高压和全然的黑暗;在那里,生活着一些前所未见的奇特海洋生物。毫不夸张地说:地球上约五分之四的地方还没有被人类勘探过,而马里亚纳海沟就是其中最神秘的地方。
深海探索
马里亚纳海沟是目前已知的海洋的最深处,就算将整座喜马拉雅山沉入沟底,珠穆朗玛峰峰顶距离海平面还有1.6千米之差。
8200米是鱼类生活的极限深度
但时至今日,有研究人员的结论和皮卡德所看到的刚好相反。研究人员认为,人类从未在8200米的深度之下见到过存活的鱼类,并且提供了鱼类无法在此深度之下存活的生物学原因。
首先,阿伯丁大学的佩里教授提出,海洋深处是地球上最恶劣的环境之一。那里完全漆黑、温度接近冰点且水压很大。除了偶尔出现下沉到海底的鲸鱼残骸或死鱼残屑,海洋深处的食物其实极其缺乏。在那样一种与世隔绝的深度,除了以磷虾一类的微小生物为食,那些脆弱的深海鱼类个体压根就没什么可吃的。深海鱼类通常只在3千米以上的浅海水域生存,能在3千米以下碰到鲨鱼和鳐鱼的概率微乎其微,因为在那个深度,根本没有足以让其生存下去的食物。
在深海生存最大的挑战在于对抗深海的压力。假如你站在海底底部,相当于有两头大象站在你的大脚趾上。这对身体会产生深远的影响。例如,在高压下,细胞膜会变硬,严重阻碍其正常生理功能。为了生存,深海生物体内有像人造黄油似的脂肪,很黏。这种具有较高黏度的脂肪可以保持细胞膜内外液体的正常流通。 除此之外,美国华盛顿惠特曼学院的保罗·燕西在几年前还提出了一个全新的观点。他认为,鱼类能否在深海生存完全取决于鱼类身体组织中承受高压的某种特殊分子。若要存活于更深的水中,鱼类需要进化出这种分子,以免极度高压改变其体内蛋白质的形状。这是一种名为氧化三甲胺的化学物质,简称TMAO,也正是这种物质让鱼类有了鱼腥味。
TMAO分子有助于保持鱼体内蛋白质的形状,并帮助调节细胞内可溶物质的浓度。这意味着,鱼类只要有效地增强体内细胞中TMAO的浓度就可以保持蛋白质的形状。没有TMAO分子的存在,细胞中的蛋白质会在深海的高压下扭曲并且停止工作。
TMAO分子水平越高,下潜深度就能越深?这可能就是为什么深海鳕鱼随着年龄的增长,会渐渐下沉到海底几千米处的原因吧(因其体内TMAO分子水平不断增高,所以鳕鱼就可以越游越深)。
专家解密狮子鱼
最无可争议的深海最深记录保持者非狮子鱼莫属,它们存活于7000米以下的深海中。2008年,狮子鱼在水下近7700米处被阿兰·贾米森的探险队给拍摄了下来。狮子鱼是目前为止人类捕获并分析的最深海域的鱼类,它们拥有最高水平的TMAO分子。研究团队证实,鱼类物种体内的TMAO分子水平会随着存活水域的加深而增加。但是,并不是TMAO分子水平越高就越好,深海鱼类只能在一定深度保持一定TMAO分子的平衡。如果TMAO太多,就会使蛋白质过于稳定而无法工作。比如说,肌肉移动的时候需要其中的肌球蛋白作弯曲状,太多的TMAO会阻碍这种行为。浅水鱼类也是不能随便下潜的,因为它们的肌肉和神经会在深海的高压下被压碎、撕裂,停止工作。
保罗·燕西认为, TMAO分子水平随着压力地增大会成比例地增加,而过高的TMAO分子水平又会阻碍鱼类正常的生理活动,所以从理论上来讲,8200米(对应的TMAO水平)是鱼类生活的极限海洋深度。阿兰·贾米森也支持这一观点:“再也没有生命出现在7700米以下更深的海域了,它们就像突然消失了一样。好像从这里开始,就有一条既清楚又看不见的分界线。”“当时,皮卡德可能将某种深海蠕虫当成了鲽鱼吧”,保罗·燕西说道。
尽管我们现在知道了在大洋的最深处是鱼类无法达到的,但是马里亚纳海沟深处却存活着大量其他生物,比如形似虾的片脚类生物。除此之外,2012年,詹姆斯·卡梅隆驾驶潜艇只身潜入马里亚纳海沟,还发现了一种前所未见的的海参。目前,这些生物为何能在如此高压下生存,还是一个未解之谜。同时,人类对距离海平面下近1.1万米深的海底研究或可对地球板块构造和地震研究提供新的视角。
深海探索
马里亚纳海沟是目前已知的海洋的最深处,就算将整座喜马拉雅山沉入沟底,珠穆朗玛峰峰顶距离海平面还有1.6千米之差。
8200米是鱼类生活的极限深度
但时至今日,有研究人员的结论和皮卡德所看到的刚好相反。研究人员认为,人类从未在8200米的深度之下见到过存活的鱼类,并且提供了鱼类无法在此深度之下存活的生物学原因。
首先,阿伯丁大学的佩里教授提出,海洋深处是地球上最恶劣的环境之一。那里完全漆黑、温度接近冰点且水压很大。除了偶尔出现下沉到海底的鲸鱼残骸或死鱼残屑,海洋深处的食物其实极其缺乏。在那样一种与世隔绝的深度,除了以磷虾一类的微小生物为食,那些脆弱的深海鱼类个体压根就没什么可吃的。深海鱼类通常只在3千米以上的浅海水域生存,能在3千米以下碰到鲨鱼和鳐鱼的概率微乎其微,因为在那个深度,根本没有足以让其生存下去的食物。
在深海生存最大的挑战在于对抗深海的压力。假如你站在海底底部,相当于有两头大象站在你的大脚趾上。这对身体会产生深远的影响。例如,在高压下,细胞膜会变硬,严重阻碍其正常生理功能。为了生存,深海生物体内有像人造黄油似的脂肪,很黏。这种具有较高黏度的脂肪可以保持细胞膜内外液体的正常流通。 除此之外,美国华盛顿惠特曼学院的保罗·燕西在几年前还提出了一个全新的观点。他认为,鱼类能否在深海生存完全取决于鱼类身体组织中承受高压的某种特殊分子。若要存活于更深的水中,鱼类需要进化出这种分子,以免极度高压改变其体内蛋白质的形状。这是一种名为氧化三甲胺的化学物质,简称TMAO,也正是这种物质让鱼类有了鱼腥味。
TMAO分子有助于保持鱼体内蛋白质的形状,并帮助调节细胞内可溶物质的浓度。这意味着,鱼类只要有效地增强体内细胞中TMAO的浓度就可以保持蛋白质的形状。没有TMAO分子的存在,细胞中的蛋白质会在深海的高压下扭曲并且停止工作。
TMAO分子水平越高,下潜深度就能越深?这可能就是为什么深海鳕鱼随着年龄的增长,会渐渐下沉到海底几千米处的原因吧(因其体内TMAO分子水平不断增高,所以鳕鱼就可以越游越深)。
专家解密狮子鱼
最无可争议的深海最深记录保持者非狮子鱼莫属,它们存活于7000米以下的深海中。2008年,狮子鱼在水下近7700米处被阿兰·贾米森的探险队给拍摄了下来。狮子鱼是目前为止人类捕获并分析的最深海域的鱼类,它们拥有最高水平的TMAO分子。研究团队证实,鱼类物种体内的TMAO分子水平会随着存活水域的加深而增加。但是,并不是TMAO分子水平越高就越好,深海鱼类只能在一定深度保持一定TMAO分子的平衡。如果TMAO太多,就会使蛋白质过于稳定而无法工作。比如说,肌肉移动的时候需要其中的肌球蛋白作弯曲状,太多的TMAO会阻碍这种行为。浅水鱼类也是不能随便下潜的,因为它们的肌肉和神经会在深海的高压下被压碎、撕裂,停止工作。
保罗·燕西认为, TMAO分子水平随着压力地增大会成比例地增加,而过高的TMAO分子水平又会阻碍鱼类正常的生理活动,所以从理论上来讲,8200米(对应的TMAO水平)是鱼类生活的极限海洋深度。阿兰·贾米森也支持这一观点:“再也没有生命出现在7700米以下更深的海域了,它们就像突然消失了一样。好像从这里开始,就有一条既清楚又看不见的分界线。”“当时,皮卡德可能将某种深海蠕虫当成了鲽鱼吧”,保罗·燕西说道。
尽管我们现在知道了在大洋的最深处是鱼类无法达到的,但是马里亚纳海沟深处却存活着大量其他生物,比如形似虾的片脚类生物。除此之外,2012年,詹姆斯·卡梅隆驾驶潜艇只身潜入马里亚纳海沟,还发现了一种前所未见的的海参。目前,这些生物为何能在如此高压下生存,还是一个未解之谜。同时,人类对距离海平面下近1.1万米深的海底研究或可对地球板块构造和地震研究提供新的视角。