深海压力那么大，深海鱼为什么没被压死

赵天

地球上最深的地方是马里亚纳海沟，深度可达10909米，前段时间我国“奋斗者”号深潜器到那儿遛了个弯。随着深潜器技术的不断发展，小说《海底两万里》中的场景不再停留于人们的幻想中。与此同时人类也发现，茫茫深海并非一片死寂，无数生物在这些黑暗的地带繁衍生息，其中生活在海面下8000米处的马里亚纳狮子鱼，是目前人类所发现的“最深深海鱼”。

抗压，从鱼鳔开始

其实，在水压面前，人类的表现似乎更合理一些。要知道，在8000米深的水下，静水压大概为800个大气压，相当于一头成年公牛站在你的指甲盖上那么大的力，所以深海鱼类才是反常的那个。

把一个充满气的物体按入水中，随着水深的增加，水压会远远大于大气压，导致这个物体周围的水开始向该物体内部中心的方向挤压。我们潜入泳池底部时耳膜会有爆炸般的压迫感，就是因为耳膜外部的水压明显大于内部气压。

大部分硬骨鱼实际上就相当于一个充气的物体，因为它们体内有一个充满气体的鱼鳔。对于生活在浅海的硬骨鱼类来说，鱼鳔可以帮助它们调整浮力，从而实现上浮或者下潜。但是对于深海鱼来说，鱼鳔无异于一个脆弱的气球，外部巨大的水压会毫无保留地挤压、蹂躏这个气球，直到它炸成碎片为止。因此，很多深海鱼在进化的过程中“舍弃”了鱼鳔这个“危险”的身体结构，转而依靠某些脂类来提供浮力。

所以相比于浅海中的鱼类，深海鱼体内的骨骼和肌肉含量都比較少，而脂质和胶质则相对较多。此外，深海鱼骨骼中软骨的比例也远高于浅海鱼。对于深海鱼来说，这都是为了适应深海生活所作出的必要“妥协”——相比于骨骼和肌肉，脂质和胶质能更好地帮助鱼类对抗巨大的压力。

同时，这样的身体结构对深海鱼来说，还有另外一个好处——较低比例的骨骼和肌肉能降低深海鱼的能量消耗，而高比例的脂质则能够储存更多的能量，这对于身处营养贫瘠、氧气稀薄的深海的鱼类而言至关重要。

前些年被评为世界上最丑生物的水滴鱼——软隐棘杜父鱼，就是一个很好的例子。被捕捞上岸的水滴鱼往往是软趴趴的一摊粉红色物体，活脱脱像一个长着大鼻子的史莱姆，因为它们的身体大部分结构为脂肪和胶质物，而非能撑起全身的肌肉和硬骨。然而在深海中，水滴鱼外形和普通鱼类并无二致，只是在被捕捞上岸时，随着压力的迅速降低，它们的身体结构被破坏，成为了我们看到的样子。

科学家在研究中发现，在马里亚纳狮子鱼的基因组中，调控骨骼发育和骨组织骨化的基因发生了突变。这一突变会导致马里亚纳狮子鱼骨骼的钙化过程提前终止，导致其骨骼组成中大部分为软骨，软骨的抗高压能力则远远强于硬骨。

深入细胞膜的强大抗压能力

浑身软软的脂肪和胶质物，固然能让身体更抗压，然而这并不是深海鱼的全部本领。

要知道，静水压力并不是一个宏观的物体，它并不像一只死死捏住深海鱼的手，只会从宏观的身体结构上对深海鱼造成影响。静水压是无孔不入的，无论是宏观结构还是微观结构都会受到它的攻击。

当我们把视线聚集到微观世界，我们会发现，高压环境下，细胞膜的流动性会降低。简单来说，在深海中，细胞的细胞膜会变得更“硬”，这绝非一件好事。因为细胞膜是控制物质进出细胞的重要关口，细胞膜变硬会导致物质进出细胞更加困难。一旦细胞外的营养物质无法进入细胞，细胞内产生的废物难以运出细胞，生物将无法生存下去。

科学家发现，相对于浅海鱼来说，深海鱼的细胞膜上有着更多的不饱和脂肪酸，这让它们的细胞膜能在高压环境下依旧保持较高水平的流动性，提高物质运输的效率。打个比方，植物油相对动物油来说不饱和脂肪酸的含量更高，所以在常温下，植物油一般是液体，而动物油则固体居多——你很难让一枚硬币穿透一块黄油，而让它从一瓶花生油的表面掉到瓶底却很容易。这就是不饱和脂肪酸对细胞膜的大功效——让细胞膜在深海里依旧柔软，穿越它们的物质“畅通无阻”。

此外，脂质并不是唯一受到高压影响的物质，蛋白质也难以逃脱无处不在的水压。受高压影响的蛋白质会发生结构的改变和功能的丧失，而蛋白质的正常工作对于生物的生存至关重要。

幸好深海鱼对此也有相应的应对策略——深海鱼的某些蛋白质特定位置的氨基酸会被其他氨基酸所替换，提高其对压力的抗性。比如深海鱼体内的α肌动蛋白在多个位点发生了氨基酸的取代，其中包括钙离子和ATP的结合位点。这两个位点的氨基酸替换，能够保证肌动蛋白在高压环境下仍然能正常工作。

此外，深海鱼体内有些蛋白质中化学键的数目和种类会发生一定的变化，这种变化导致了蛋白质三级结构的改变，加强了蛋白质结构的刚性，也就提高了其对高压环境的适应性。就像你在搭积木的时候给积木外面多贴两根胶带，绝对比不贴胶带要稳固许多。

也有研究发现深海鱼体内氧化三甲胺的含量远高于浅海鱼。氧化三甲胺是一种非常重要的蛋白质稳定剂，它能够帮助变性的蛋白质恢复原来的结构，从而使其正常运转。深海鱼体内大量的氧化三甲胺能够帮助它们细胞内的蛋白质维持原有的结构和功能，保证细胞的活性。

从宏观和微观的角度，全方位改造身体结构，有取有舍，最终让自己成为能够在其他生物可望而不可即的深海中横行霸道的“超级英雄”，这就是深海鱼独有的智慧！

（摘自《奥秘》2021年第7期）