为什么深海鱼都长得奇形怪状的?

如题所述

生物的形态是由基因决定的,基因受环境影响。在自然选择的条件下,可以保留适应性更好的基因。所以生物形态在一定程度上是环境造成的。在本文中,我将不讨论各种环境对基因的影响,这不是我的专长。从力学环境的角度,我将讨论生物在高压环境下的形态特征。无论如何,在深海区,它很丑,而且看不到其他的鱼。

1.深海环境中的水压

水压与深度呈正相关,水深越深,水压越大。公式如下,其中密度和重力加速度g也与高度有关,但这个值变化不大,这里忽略。根据公式,马里最深的亚纳海沟可以达到11公里的深度,底部的水压为110兆帕。人体正常气压环境为1个大气压,为0.1MPa,可见亚纳海沟, 马里的水压是人体舒适气压的1100倍。在这么高的压力环境下,人体无论如何也承受不了。

在国际上,水深超过500米的是深海区,那里的水压约为5兆帕,仍然是大气压的50倍。

2.深海鱼类的形态特征

深海鱼的特点是大嘴、大眼睛和轻。外观上,极其难看。深海琵琶鱼如下图。参差不齐的尖牙,额头上立着一盏“小灯笼”,脸颊上长着一张大嘴。

当然,上述的深海鱼类都是位于更深的海底,生活在深海中层以下(1000米以下)。在这个范围内,太阳无法穿透,深海一片漆黑。水压超过10兆帕,是标准大气压的100倍。

3.力学环境与形态学的关系

在水压超过标准大气压100的深海,高压环境是深海生物的显著特征。在高压环境下,一方面深海生物的细胞承受更高的压力,另一方面鱼类的形状和结构也保证了更好的承受能力。

上图是深海捕鱼的骨骼。其实就骨骼来说,就是钙,承重还是比较大的。相对坚固的骨骼,比如人体的股骨,最大压应力为170MPa(以下),即使扔进亚纳海沟, 马里也不会被压碎,因此,单从骨骼压缩方面来说是没有问题的。

但骨材料本身的高极限压力并不意味着结构本身的受力状态良好。就结构而言,应力集中容易发生在不连续的地方,所以鱼骨的截面类似于圆形截面,压力尽量均匀分布。这种影响也体现在鱼的形状上。比如鱼的嘴是弧形的骨头,不是三角形,只是为了减少应力集中。

骨骼基本形状确定后,鱼在下面。我们发现那些丑陋的深海鱼类都比较胖,如上图。圆形实际上是为了分散水对身体的压力。这么胖的鱼在身体某个地方不会觉得特别累(压力分散)。即使是骨瘦如柴的鱼,它的横截面也是近似圆形的。当然,这种鱼有一个很大的缺点:游不快。不像那种扁鱼,它能在水中快速穿梭,如上图。这种扁平的身体可以最小化水阻力,使鱼游得更快。

深海里的鱼大概不是靠速度捕食的,因为漆黑的深海根本看不清楚。这些鱼会用另一种方式抓鱼。这就是为什么许多深海鱼类自带灯笼。就是用照明器吸引食物,然后张开嘴吞下去。

4.摘要

深海鱼生活在500米以下的海里,鱼越深越长越丑。那些丑陋的深海鱼类大多在1000米水深以下,水压超过标准大气压的100倍。在如此巨大的水压下,鱼的身体尽可能的长成圆形,从而将水压均匀的分布到全身。

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第1个回答  2023-11-03
深海鱼之所以长得奇形怪状,主要原因是它们在适应深海环境的过程中,进化出了独特的形态和生理特征。这些特征帮助它们在极端的环境条件下生存和繁衍。
首先,深海环境的压力、温度和光照条件都与浅海环境有很大的不同。为了适应这些变化,深海鱼的体型和结构发生了很大的改变。例如,它们的身体通常比较扁平,这有助于它们在高压环境下保持平衡。同时,它们的骨骼和肌肉也比较少,使得它们能够在高压环境下生存。
其次,深海鱼的眼睛和神经系统也发生了很大的改变。由于深海环境的光线非常暗淡,深海鱼的眼睛需要更大的表面积来捕捉微弱的光线。同时,它们的神经系统也需要更加灵敏和高效,才能让它们在深海中游动和觅食。
此外,深海鱼的嘴巴和牙齿也很有特点。它们的嘴巴通常比较大,能够吞下较大的食物。而它们的牙齿则比较锋利,能够轻松地咬开坚硬的外壳和骨头。这些特征使得深海鱼能够在食物稀缺的深海环境中生存下来。
最后,深海鱼的繁殖方式和生命周期也与浅海鱼不同。由于深海环境中的生存竞争较为激烈,深海鱼的繁殖方式通常比较特殊。例如,一些深海鱼会在珊瑚礁或海底洞穴中产卵,以避免被其他鱼类吃掉。同时,它们的生命周期也比较长,因为深海环境中的生长速度较慢。
总之,深海鱼的奇形怪状是由它们在适应深海环境的过程中所形成的独特特征所决定的。这些特征帮助它们在极端的环境条件下生存和繁衍。本回答被网友采纳
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