當前位置:菜譜大全網 - 素菜食譜大全 - 深海生物有科研價值,為什麽構造怪異、恐怖呢?

深海生物有科研價值,為什麽構造怪異、恐怖呢?

生物的形態是由基因決定的,基因受環境影響。在自然選擇的條件下,可以保留適應性更好的基因。所以生物形態在壹定程度上是環境造成的。在本文中,我將不討論各種環境對基因的影響,這不是我的專長。從力學環境的角度,我將討論生物在高壓環境下的形態特征。無論如何,在深海區,它很醜,而且看不到其他的魚。

1.深海環境中的水壓

水壓與深度呈正相關,水深越深,水壓越大。公式如下,其中密度和重力加速度g也與高度有關,但這個值變化不大,這裏忽略。根據公式,馬裏最深的亞納海溝可以達到11公裏的深度,底部的水壓為110兆帕。人體正常氣壓環境為1個大氣壓,為0.1MPa,可見亞納海溝, 馬裏的水壓是人體舒適氣壓的1100倍。在這麽高的壓力環境下,人體無論如何也承受不了。

在國際上,水深超過500米的是深海區,那裏的水壓約為5兆帕,仍然是大氣壓的50倍。

2.深海魚類的形態特征

深海魚的特點是大嘴、大眼睛和輕。外觀上,極其難看。深海琵琶魚如下圖。參差不齊的尖牙,額頭上立著壹盞?小燈籠?,臉頰上長著壹張大嘴。

當然,上述的深海魚類都是位於更深的海底,生活在深海中層以下(1000米以下)。在這個範圍內,太陽無法穿透,深海壹片漆黑。水壓超過10兆帕,是標準大氣壓的100倍。

3.力學環境與形態學的關系

在水壓超過標準大氣壓100的深海,高壓環境是深海生物的顯著特征。在高壓環境下,壹方面深海生物的細胞承受更高的壓力,另壹方面魚類的形狀和結構也保證了更好的承受能力。

上圖是深海捕魚的骨骼。其實就骨骼來說,就是鈣,承重還是比較大的。相對堅固的骨骼,比如人體的股骨,最大壓應力為170MPa(以下),即使扔進亞納海溝, 馬裏也不會被壓碎,因此,單從骨骼壓縮方面來說是沒有問題的。

但骨材料本身的高極限壓力並不意味著結構本身的受力狀態良好。就結構而言,應力集中容易發生在不連續的地方,所以魚骨的截面類似於圓形截面,壓力盡量均勻分布。這種影響也體現在魚的形狀上。比如魚的嘴是弧形的骨頭,不是三角形,只是為了減少應力集中。

骨骼基本形狀確定後,魚在下面。我們發現那些醜陋的深海魚類都比較胖,如上圖。圓形實際上是為了分散水對身體的壓力。這麽胖的魚在身體某個地方不會覺得特別累(壓力分散)。即使是骨瘦如柴的魚,它的橫截面也是近似圓形的。當然,這種魚有壹個很大的缺點:遊不快。不像那種扁魚,它能在水中快速穿梭,如上圖。這種扁平的身體可以最小化水阻力,使魚遊得更快。

深海裏的魚大概不是靠速度捕食的,因為漆黑的深海根本看不清楚。這些魚會用另壹種方式抓魚。這就是為什麽許多深海魚類自帶燈籠。就是用照明器吸引食物,然後張開嘴吞下去。

4.摘要

深海魚生活在500米以下的海裏,魚越深越長越醜。那些醜陋的深海魚類大多在1000米水深以下,水壓超過標準大氣壓的100倍。在如此巨大的水壓下,魚的身體盡可能的長成圓形,從而將水壓均勻的分布到全身。