Buzz
Tại sao một số sinh vật có thể tồn tại dưới đáy biển sâu hàng nghìn mét, nơi có áp suất nước đáng kinh ngạc và môi trường khắc nghiệt?
Sinh vật biển sâu thuộc lớp động vật sống ở vùng âm của đại dương, nơi có ánh sáng mặt trời đủ để hỗ trợ đời sống thực vật thủy sinh.
Hầu hết sinh vật biển sâu sống ở độ sâu hàng nghìn mét, đối mặt với thách thức về thức ăn, áp suất nước, oxy thấp, bóng tối và nhiệt độ cực kỳ lạnh.
Loài cá Pseudoliparis ở Rãnh Mariana, sâu 8076 mét, là một hiện tượng đáng kinh ngạc.
Những sinh vật biển sâu nổi tiếng như cá voi, hải cẩu, cua, nhím biển, cá răng nanh, giun ống khổng lồ, mực ma cà rồng, cá mập Thái Bình Dương, người câu cá, cá dơi môi đỏ, bạch tuộc dumbo, ếch lông, cá quan tài, cá tay đốm, giun zombie và nhiều loài khác.
Làm thế nào những sinh vật này đã thích ứng với môi trường biển sâu?
Giữ lại lượng oxy ít hơn
Một số loài cá có khả năng sống dưới độ sâu hơn 8000 mét dưới đáy biển, đối mặt với áp suất nước khổng lồ. Lượng oxy trong phổi chính là yếu tố quyết định, giúp chúng không bị áp suất nước làm vỡ nát.
Trước khi lặn, sinh vật biển sâu thở ra gần 90% không khí và chỉ giữ lại khoảng 10% lượng oxy để sử dụng, cơ chế giúp chúng thích ứng với áp suất đáy biển.
Sinh vật biển sâu thường di chuyển chậm để tiết kiệm mức oxy tối đa.
Khả năng nín thở trong nhiều giờ
Với lượng oxy giữ lại ít ỏi trong phổi, sinh vật biển sâu đã phát triển những khả năng siêu việt để thích ứng, bao gồm khả năng nín thở trong nhiều giờ.
Một số loài cá voi và hải cẩu gây kinh ngạc với khả năng nín thở dưới nước ở vùng biển sâu. Cá voi mỏ Cuvier, ví dụ, có thể lặn sâu tới 2992 mét và nín thở kỷ lục là 2 giờ 18 phút. Hải cẩu voi cũng có khả năng nín thở dưới nước trong 2 giờ.
Phổi có khả năng siêu nén
Cá voi mỏ Cuvier, loài giáp xác lặn sâu nhất, phải đối mặt với áp suất nước lớn. Phổi của chúng co lại như tờ giấy, ép khí vào cơ và máu, giữ khí trong cơ thể. Cơ và máu chúng thích nghi để lưu trữ nhiều myoglobin và hemoglobin, giúp giữ oxy lâu.
Cá voi mỏ Cuvier, với cấu trúc đặc biệt, linh hoạt trong nước khác nhau, là một thí nghiệm của tự nhiên.
Cá voi mỏ Cuvier, loài sinh vật có cấu trúc đặc biệt giúp chúng hoạt động mạnh mẽ trong môi trường đa dạng của đại dương.
Khả năng tự điều chỉnh nhịp tim và giảm chức năng hoạt động
Trong một số trường hợp, sinh vật có khả năng giảm nhịp tim xuống chỉ còn khoảng 4 nhịp/phút khi chúng lặn sâu xuống đại dương, trong khi có sinh vật khác gần như tạm dừng mọi hoạt động trong khoảng thời gian dài khi chìm đầu xuống biển.
Đồng thời, có sinh vật biển sâu thích việc tự do trôi dạt trong nước thay vì tốn sức để di chuyển. Sự trôi nổi không đòi hỏi sự hoạt động cơ bắp, giúp giữ lại lượng oxy quan trọng cho quá trình nổi lên trên mặt nước.
Ngoài ra, dưới áp suất cao, một số loài sinh vật như cá voi và hải cẩu thậm chí còn có khả năng tự điều chỉnh các hoạt động trao đổi chất, bao gồm cả việc tạm dừng quá trình tiêu hóa, hoạt động của gan và thận.
Sự xuất hiện của Trimethylamine N-oxit (TMAO)
Trimetylamin N-oxit (TMAO) là một phân tử hữu cơ thuộc nhóm oxit amin, xuất hiện tự nhiên trong cấu trúc tế bào của động vật có vỏ và cá biển.
Chất này đóng vai trò ngăn chặn áp lực nước làm biến dạng cấu trúc protein, gây tử vong cho nhiều loài khi chúng chìm sâu dưới đáy biển. Điều độc đáo là nồng độ TMAO tăng theo độ sâu, giúp sinh vật biển sâu tồn tại mà không bị ảnh hưởng đến cấu trúc protein.
Cơ thể của sinh vật phải đối mặt với sự biến dạng.
Khả năng chống lại sự hấp thụ nitơ
Người ta có giới hạn về khả năng lặn sâu vì khi ở môi trường áp suất cao, việc hít thở bình thường trở nên khó khăn.
Trong môi trường này, oxy trong không khí được tiêu hao, chỉ để lại nitơ hòa tan vào máu, mô và chất béo. Đáng chú ý, lượng nitơ tan vào tăng theo áp suất và thời gian ở dưới nước.
Khi một người thợ lặn bất ngờ nổi lên mặt nước, áp suất nước giảm, làm nitơ trong máu giãn nở đột ngột, tạo ra những bọt khí gây tắc mạch máu. Tình trạng này giống như khi mở nắp bình nước có ga, tạo ra bọt khí có thể gây tắc mạch máu hoặc áp đặt lên các cơ quan nội tạng, gây hậu quả xấu cho cơ thể trong thời gian dài và tạo nên các vấn đề về huyết áp.
Đối với sinh vật biển sâu, khả năng không hấp thụ nitơ trở thành một cơ chế bảo vệ xuất sắc, tuy không phải tất cả đều sở hữu khả năng này.
Ở trung tâm Biển Chết tồn tại một đảo trắng như tuyết, chứa đựng điều kỳ diệu khiến thế giới kinh ngạc
