深海生物有科研价值,为什么构造怪异、恐怖呢？ _经验知识

生物的形貌是由基因决定的。基因受环境的影响。在自然选择的条件下。适应性较好的基因得以保存下来。所以。一定程度上。生物的形貌是环境引起的。在本文中。我不去讨论各种各样的环境对基因的影响。那不是我的专长。我就从力学环境这个角度。来探讨一下高压环境下生物的形貌特征。反正在深海区。长的丑一点。别的鱼也看不到。

文章插图
1、深海环境的水压
水压与深度正相关。水深越深。水压就越大。公式如下。其中密度ρ和重力加速度g与高度也是有关的。但是这个值变化很小。在这里就忽略掉。从公式中。地球上最深的马里亚纳海沟深度可达11km 。底部的水压有110MPa 。人体正常的气压环境就是1个大气压。为0.1MPa 。可见马里亚纳海沟的水压是人体舒适气压的1100倍。在这样的高压环境下。人体是无论如何承受不了的。

文章插图
国际上。水深超过500m就是深海区了。此处的水压约5MPa 。仍然是一个大气压的50倍。
2、深海鱼的形貌特征
深海鱼的特征是嘴大、眼大、带光。外形上看。奇丑无比。如下图的深海琵琶鱼。参差不齐的尖尖长牙。额头上立着的一根“小灯笼”巨大的嘴巴贯穿整个脸颊。

文章插图
当然。上述说的深海鱼位于更加深的海底。生活在深海的中间层以下（1000m以下）。这个范围内。阳光已经无法穿透。深海中漆黑一片。水压超过10MPa 。是标准大气压的100倍。
3、力学环境与形貌关系
在水压超过标准大气压100的深海。高压环境是深海生物的一个显著特征。高压的环境下。一方面深海生物自身细胞承受的压强就较高。另一方面鱼的外形结构也保证了具有较好的承压能力。

文章插图
上图为深海钓鱼的骨骼。实际上就骨骼来讲。本身是钙质。其承受能力还是较大的。比较结实的骨头。比如人体的股骨。最大可受压应力170MPa（下图）。即使把这快骨头扔到马里亚纳海沟也不会被压碎。所以。单纯从骨头受压来讲。是完全没有问题的。

文章插图
但是。骨头材料本身的极限压力高。并不代表结构自身的应力状态好。对于结构而言。不连续的地方容易出现应力集中。于是鱼骨头横截面都是类似圆形截面。尽量地把压力均匀分布开来。这个的影响。也体现在鱼类的外形上。比如。鱼类的嘴巴是圆弧状的骨骼。而不是三角状。就是为了减小应力集中。

文章插图
骨骼的基本形态定下后。下面就是鱼肉了。我们发现那些丑怪丑怪的深海鱼。比较胖胖的。如上图。圆滚滚的外形。其实也是为了分散水对身体的压力。这样的胖胖的鱼。就不会感到身体某个地方会特别的累（压力被分散了）。即使是那种瘦小的鱼。其横截面也是近似圆形的。

文章插图
当然。这种体型的鱼存在一个非常大的缺点——游不快。不像那种扁扁的鱼类。可以在水中飞快地穿梭。如上图。这种扁扁的身材。最大限度地降低了水的阻力。能够让鱼游的更快。
深海中的鱼大概不是依靠速度捕食的。因为黑暗的深海根本看不清楚。这些鱼就会另一种捕食方式——钓鱼。这也是为什么很多深海鱼自带灯笼。就是利用发光器吸引食物过来。然后张开大嘴。一口吞之。
4、总结
深海鱼生活在500m以下的大海中。越深鱼就越长的丑怪。那些丑陋的深海鱼大多在1000m水深以下。水压超过标准大气压的100倍。在这么巨大的水压下。鱼类的身体尽量地长成圆滚滚的形态。以便将水压均匀分散到全身。
其他观点：
问题附的两张图并不是典型深海生物。一个是即将孵化的卵团。一个是一种海星。
说深海生物长相怪异恐怖。其实主要说的是那里的鱼类。深海鱼类会演化成如此形象是有原因的。大家都是为了适应生活环境而已。