深海壓力那么大，生物為何沒被壓碎

深海最深處的壓強超過1000倍標準大氣壓，相當于一個指甲蓋上站兩頭牛。在這樣的“超級高壓鍋”里卻活躍著各種各樣的海洋生物。它們每天都承受著巨量海水的壓力，為何沒有被壓成碎片？

深海生物非常普遍

人類登上珠穆朗瑪峰、飛向太空已經數十載，但直到最近，我國載人潛水器才終于抵達萬米深淵。阻礙人類下潛的一大因素就是那足以壓垮普通潛艇的超高水壓——最深處的壓強超過1000倍標準大氣壓，相當于一個指甲蓋上站兩頭牛。然而，就是在這樣的“超級高壓鍋”里卻依然活躍著各種各樣的海洋生物。除了無處不在的微生物，還有體格不小的魚類等動物。

深海（通常被定義為深度在海平面以下200米的海洋）占了地球上可居住棲息地的2/3，深海環境極為嚴酷。在黑暗冰冷的海洋深處，巨大的海水壓力足以將一只聚苯乙烯泡沫的杯子壓縮到只有一枚頂針大小。由于環境惡劣，在過去許多年里，深海一直是人跡罕至之處。

在過去的半個世紀中，隨著深海潛水技術的進步，研究人員觀察和發現了深海的許多奧秘。令人驚訝的是，科學家在深海發現了許多海洋生物，那里并非人們想象的荒蕪、寂寥、沒有生命，而是一個充滿生機的生命世界。

深海生物其實非常普遍。1977年，科學家在加拉帕戈斯群島附近海底大約2500米深處首次發現了聚集在熱液噴口附近的海洋生物群。那里的海底熱液口不斷噴涌出含有豐富化學物質的熾熱海水，養育了大量的海洋生物，如巨蛤、貽貝、管蠕蟲、海蝸牛和蝦等。之后，科學家又在海洋更深處發現了許多種類的無脊椎動物，包括片腳類動物、海參、琵琶魚等珍稀海洋物種。但不可否認的是，海洋越深的地方，生物的種類越少。例如，在8000米深處以下的深海，很少能發現魚類。這很可能是因為海水壓力過高的緣故。

深海生物如何戰勝巨大的海水壓力

科學家指出，為了逃避日益變暖的海洋表層環境，一些物種可能會向海洋深處遷移。但隨之而來的問題是：下潛越深，意味著這些海洋生物承受的海水壓力也越大。在海洋深處，海水的壓力可達每平方厘米1116千克。深海生物在這樣的極限壓力之下仍然能夠繁衍生長，它們的生物學機理是什么？深海生物究竟是如何承受海水巨大壓力的？為何沒有被壓成碎片？

海洋生物對壓力適應性的最早研究始于20世紀70年代末。當時有科學家將淺水魚與深水魚的蛋白質進行了對比發現，深水魚擁有一些能夠幫助穩固細胞膜的特殊蛋白質，使這類生物能夠適應高壓環境。

還有科學家發現，深海動物能承受巨大壓力的關鍵在于它們體內擁有一種稱為乳酸脫氫酶（LDH）的物質——淺水魚的LDH只能適應小于500米深度的較低壓力。相比之下，深海魚的LDH則能適應更深處海水的巨大壓力。

與此同時，一種有助于深海生物適應壓力的小分子被發現。這種小分子可有效防止海水壓力對蛋白質的扭曲影響。

此外，科學家對一種被稱為氧化三甲胺（TMAO）的分子的研究表明，將TMAO添加到魚的組織樣本后，對承受高壓影響的蛋白質可起到穩定作用?？茖W家在鯊魚、硬骨魚、螃蟹和蝦的體內都發現了TMAO。事實上，讓魚蝦發出腥味的也正是這種物質。

科學家還發現，一些深海魚在演化過程中索性丟掉了容易被擠爆的魚鰾。它們的骨頭大多為具有韌性的軟骨，比硬骨頭更抗壓，頭骨上的縫隙也有助于平衡內外壓力。而更大的動物，如柯氏喙鯨能潛入2000米的深海，是因為它們的肺是“可折疊的”，同時血液攜氧能力驚人，能在水下持續活動兩小時。

海洋生物產生巨變的原因

想要揭示深海生物在壓力下生存的基本生物學原理，還應該了解海洋生物在地球歷史發展的不同時期產生巨變的原因，這也可為海洋生物如何應對全球變暖提供新的線索。

研究表明，在2.51億年前至6500年前的溫暖中生代，熱帶和亞熱帶氣候向極地方向延伸，恐龍在這一時期開始興盛起來，但深海生物卻面臨迥然不同的困境——由于海流運動變緩甚至停滯，水中含氧量急劇下降，導致海洋生物大量滅亡。當冰河期到來時，深水循環重新開始，淺水物種開始開辟新的棲息地。

隨著時間的推移，那些遷移到深海的淺水動物漸漸適應了較高的海水壓力。為了觀察淺水海洋生物是如何承受并逐漸適應深海壓力，研究人員將產于歐洲的一種大西洋溝蝦安置在與它們生活在海底熱液口附近的近親相類似的壓力環境中，測量它們在各種壓力和溫度環境下的耗氧量和行為變化。實驗顯示，甲殼類動物在極端壓力條件下可生存幾天至幾個星期。

研究還發現，這些大西洋溝蝦的生存率可能還與水溫等條件有關。在水溫為10至30攝氏度之間（相當于淺水棲息環境的水溫）時，蝦對壓力的耐受力大幅提高。但在更低的溫度條件下，隨著壓力的增加，這些蝦的活動能力會變得不協調，甚至在幾個小時內死亡。

生物對環境的適應是一種復雜的機制，海洋生物對新環境的適應可能取決于多種因素的組合。例如，一些生活在海底熱液口附近的生物，在較高的溫度條件下比在較低的溫度條件下消耗更多的氧氣，這表明它們在高溫條件下對極端壓力的適應能力更強。

溫度、壓力和氣候變化等因素的影響和制約，造成了海洋生物的演化和棲息地的變遷。科學家認為，對深海的探索研究可以讓我們更多地了解海洋生物是如何應對不斷變化的外部世界的。? ?（《大自然探索》）