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曹冲称象的故事说明了什么科学道理,曹冲称象这个故事告诉我们什么道理

曹冲称象的故事说明了什么科学道理,曹冲称象这个故事告诉我们什么道理 真实存在的巨型海怪!北欧神话中的“北海巨妖”,未知海域的霸主!

海怪,一直是人们茶余饭后最热衷的谈资,也(yě)是(shì)大家(jiā)对深海探(tàn)索最大的恐惧。

在挪威(wēi)的大海中(zhōng),和三(sān)文鱼(yú)一样被(bèi)广为人知的(de)生物(wù)叫“克拉肯”,这个家喻户晓的挪威海(hǎi)怪还有另外(wài)一个名字“北(běi)海巨妖”。

它(tā)被认为是(shì)最有(yǒu)可能(néng)存在的神(shén)话物种,虽然没有人真正见过它的样子,但是在众(zhòng)多小说和(hé)影视作品的渲(xuàn)染(rǎn)之下,这个北欧神话中(zhōng)的(de)明星(xīng)海(hǎi)怪早就(jiù)已经红(hóng)出圈了(le)。

根据神话记载,“北(běi)海巨妖”居住在挪威和格陵兰岛附近,它的背部(bù)周长1500米,比一座(zuò)小岛还(hái)要大,可以轻(qīng)易地使(shǐ)用它的触手将(jiāng)巨大的(de)船只完(wán)全拖入海底,甚至还有军(jūn)舰遭(zāo)遇海(hǎi)外袭击沉入海(hǎi)底的传说。

那么这究竟(jìng)是一种什么样的恐怖力量(liàng)呢?阿(ā)基米德(dé)已经给了我们(men)答案,浸没在(zài)流体中的物(wù)体上(shàng)的浮(fú)力,相当于物(wù)体排开流体的重(zhòng)量,所以只需要用船舶的总(zǒng)吨位乘以海水(shuǐ)的密度(dù)和重力,然后减去船的重量,就(jiù)可以知道还要将一艘普通(tōng)大小的舰船(chuán)完(wán)全(quán)拖到(dào)水下至少需要(yào)400吨的力量。这对海怪的肌肉力(lì)量(liàng)要(yào)求,超出(chū)了人类的认知范(fàn)围。

随着现代生物学(xué)的发展,过于荒(huāng)诞夸张(zhāng)的海怪传说也逐渐消失(shī)。由于(yú)从(cóng)来没有发现过北海巨妖(yāo)的(de)尸骨(gǔ)残骸,所(suǒ)以人们猜测它没有脊(jí)椎和骨骼。因(yīn)此挪威海怪的(de)原型被认为是(shì)一种巨大的头(tóu)足类深海海洋(yáng)生物。

随着人类对海洋(yáng)的不断探索和研(yán)究,发现在黑暗(àn)冰冷的深海当中,海洋生物已经进化(huà)得相(xiāng)当(dāng)怪异,甚至恐(kǒng)怖,而且非常地巨大。巨型的日本蜘(zhī)蛛蟹、大红(hóng)水母、鲱王黄带鱼、大(dà)王乌贼、格陵兰鲨鱼,以及巨型的(de)等足类动物等(děng)等。

这些巨型深海生物和它们(men)潜水区的近(jìn)亲相(xiāng)比,就(jiù)好像得了巨人一样。其实在寒冷黑暗的极端压(yā)力环境的深海,海洋生物进化(huà)出巨大的体(tǐ)态几乎是必然的,那(nà)么其背后的(de)生物学原(yuán)因到底(dǐ)是什么?挪威海怪的(de)原型(xíng)又是谁呢?

海洋占据着地球71%的表(biǎo)面积,但是人类对海洋的探索却(què)不到(dào)5%,在超过13.5亿立方(fāng)千米的海水深(shēn)处,星罗(luó)密布地埋葬着人(rén)类(lèi)文(wén)明的遗迹,以(yǐ)及太多(duō)未知的(曹冲称象的故事说明了什么科学道理,曹冲称象这个故事告诉我们什么道理de)神秘(mì)生(shēng)物。

200米深(shēn)度(dù)以上的海洋叫做海洋(yáng)上层,在(zài)这(zhè)里阳光可以明显地直(zhí)射(shè)下来,是海洋中(zhōng)唯一存在光合(hé)作(zuò)用的区(qū)域。浮游(yóu)生物和绝大部分(fēn)的海洋生物(wù)在这(zhè)里营造(zào)出了一片丰富多彩且欣欣向(xiàng)荣的海底世(shì)界。

当深度(dù)超(chāo)过200米,就到(dào)了海洋中层,海水的(de)温度、盐度和密(mì)度在(zài)这里(lǐ)发(fā)生了急剧(jù)的变化,阳光变得越(yuè)来越微弱。到达1000米以下的深海层(céng),我们会发现海洋生物已经开始进化(huà)出了照明(míng)设备(bèi)。

我们唯一能看到的光亮来自鱿鱼的皮肤(fū)或者是琵琶(pá)鱼诱(yòu)饵器(qì)官所发出的生物光。

从海平面以下400米(mǐ)开始,海洋(yáng)中的(de)食物就变得非常稀(xī)缺了,随着阳(yáng)光的逐渐减弱(ruò),光合作用的藻类(lèi)和浮游生物(wù)彻底消(xiāo)失了,作为食物(wù)链中的(de)关键部分,这(zhè)直接导致了深海动物们的生活变得更(gèng)加艰难。

多数的海洋生物只能(néng)依靠浅(qiǎn)水区倾泻下来的有机(jī)物碎屑进行生存,这(zhè)种像雪花一样飘落的沉积现象叫做“海洋雪”,主(zhǔ)要由死(sǐ)亡的(de)浮游(yóu)生(shēng)物,上层生(shēng)物的粪便颗粒以及(jí)一些腐烂的尸(shī)体碎片(piàn)构成。

有很(hěn)多的(de)海洋生物(wù)是完全依赖“海洋雪(xuě)”所生存的,所以(yǐ)海洋(yáng)雪(xuě)是深海和底部生态系统(tǒng)的基(jī)础,但是它们不足以支持大量(liàng)的生命物质,食物网的紧张导致了(le)深(shēn)海中的生物(wù)数量稀少,同时也让深(shēn)海生物的捕食(shí)压力大大增(zēng)加,许多不吃“海洋雪”的生(shēng)物,就只能以(yǐ)吃“海(hǎi)洋雪(xuě)”为食的动物。

所以在这个(gè)区(qū)域,任何(hé)的鱼类、甲壳(ké)类或(huò)者是头足(zú)类的动物都是(shì)更(gèng)大(dà)型捕(bǔ)食(shí)者的(de)目标。为(wèi)了摆脱这(zhè)样的困境(jìng),所有(yǒu)的生物都在努力地进化(huà),让自己从猎物转变为“顶级捕食(shí)者(zhě)”。

比(bǐ)如被人们认为是最(zuì)接近挪威(wēi)海怪原型的(de)重点嫌疑犯---深海巨(jù)鱿。说到巨(jù)型鱿鱼,我们(men)最先想到的(de)就是传说中的“大王(wáng)乌贼”。

大王乌贼(zéi)是(shì)大王鱿科,大王鱿属的头足类软体动物,因(yīn)此准确来讲应该叫(jiào)“大王鱿”,它们(men)实际(jì)上(shàng)并不是乌贼。巨型的鱿鱼大多栖息在(zài)绝对黑暗的深海当中,一直以来都(dōu)是谜一般(bān)的存在。

在21世(shì)纪之前,我们对巨型鱿(yóu)鱼的了解主要是来自被冲(chōng)上岸边(biān)的标本。直到2004年,人类才在1000米的深海中,拍到(dào)了第一(yī)张巨型(xíng)鱿鱼(yú)的照片(piàn),有史以(yǐ)来发现的大(dà)王鱿最大的个体长(zhǎng)达13米,就好像一(yī)辆公交车在深海中(zhōng)航行。与(yǔ)大多长度不超过60米的鱿鱼(yú)相比,大王鱿的体重能(néng)够达到275公(gōng)斤。科(kē)学家们认(rèn)为,由(yóu)于拥有(yǒu)如此巨大的(de)体型,它们的上面几乎没有捕食者。

大王鱿拥有两条极(jí)长的(de)触腕(wàn),能够(gòu)达(dá)到(dào)其(qí)他腕长的2.5倍到4倍。触腕长(zhǎng)有4个吸盘,可以(yǐ)轻易且舒适地捕食深(shēn)海中的其他鱼类,但大(dà)王(wáng)鱿并不(bù)是深(shēn)海鱿鱼中最大的一种,目(mù)前人类所发现的最(zuì)大深海鱿鱼是大王酸浆鱿(yóu),这种生(shēng)活在南极海(hǎi)域的巨型(xíng)鱿鱼身长大约10米,虽然没有(yǒu)大(dà)王鱿长,但是(shì)体重能(néng)达到大王鱿的2倍(bèi),它们是世(shì)界上最大的无脊椎(chuí)动物,更(gèng)是一种具有侵略性的(de)顶级捕食者,尽管(guǎn)它们无法击沉军舰,但是却可以轻而易举地颠覆(fù)帆船(chuán)或者是小型的渔船。

因(yīn)此(cǐ),大王酸浆鱿被认(rèn)为是(shì)最接近挪威海怪原(yuán)型的物种。而深海能够如此巨大(dà)的(de)另一个原(yuán)因(yīn),让我们对海(hǎi)底的巨(jù)兽(shòu)有(yǒu)了新(xīn)的认知,我们都知道,越(yuè)大的生物(wù)体吃得也(yě)就(jiù)越多(duō),但是克莱伯定律告诉我(wǒ)们,生物体的新陈(chén)代谢和身(shēn)体大小之间并(bìng)不是一个线性的关(guān)系(xì)。比如(rú)一个200斤(jīn)的胖子所燃(rán)烧的(de)卡路里,绝不会是(shì)一个100斤美女的两倍(bèi);一匹比(bǐ)老鼠重1000倍的马,也(yě)不需要多出1000倍的能(néng)量(liàng)才能够驰骋草原(yuán)。

它们(men)之间(jiān)其实有一个非常(cháng)漂亮(liàng)的(de)数学关(guān)系,克莱(lái)伯(bó)定律的适用范围(wéi)非常广(guǎng)。从地(dì)球上最大的生物(wù)蓝鲸(jīng)到极小的线粒体(tǐ)都遵(zūn)循着克莱(lái)伯(bó)定律。而巨大的深海鱿鱼将(jiāng)克(kè)莱波(bō)定律提升到了一个新的水平。

研(yán)究发(fā)现(xiàn),巨型鱿鱼的新陈代谢率非常低,一条5KG的成年鱼类可以让(ràng)一条(tiáo)500公斤的(de)鱿鱼吃上半年,因为它们每天只需(xū)要燃烧(shāo)45卡路(lù)里(lǐ)的能量,这相(xiāng)当于一个成年(nián)人(rén)慢跑1.98公里。巨(jù)型(xíng)由(yóu)于每天只需(xū)要(yào)0.03公(gōng)斤的(de)食(shí)物就可(kě)以(yǐ)维持生命,这个能量(liàng)需求比其(qí)他同级别掠食者要低上(shàng)600倍,这也意味着(zhe)它们的生(shēng)活是慢(màn)节(jié)奏的,不会像大白鲨那(nà)样狂野地追逐猎物(wù)。守株(zhū)待兔是(shì)巨型鱿(yóu)鱼(yú)的生存(cún)之道。

大王酸浆(jiāng)鱿还(hái)拥(yōng)有(yǒu)动物界中最(zuì)大的眼(yǎn)睛,宽度能够达到(dào)30厘米。它们(men)的眼睛长曹冲称象的故事说明了什么科学道理,曹冲称象这个故事告诉我们什么道理有发光器(qì),能够(gòu)自己产生(shēng)光芒,也能够觉察(chá)到其他生(shēng)物所(suǒ)发出的微光,但(dàn)是它们(men)大眼睛(jīng)的主要作用是用于对付自己的(de)天敌抹香鲸(jīng)。深(shēn)海中的生物身体巨大的另一个原因(yīn)很可能是深(shēn)而寒冷的水。

伯(bó)格曼法(fǎ)则认为,在恒温动物当中(zhōng),即(jí)使是同种动物,生活在寒冷地方的个体,其体(tǐ)积、体(tǐ)重一般(bān)较生活在温暖地方的个体都会大(dà)一些。但是很明显,某些(xiē)变温动物也遵(zūn)循这个法(fǎ)则(zé)。所以(yǐ),我们会在极(jí)地区域(yù)的海洋(yáng)当(dāng)中看到超出(chū)常规(guī)的巨大(dà)海绵、蠕虫,甚至是巨(jù)大的(de)单细胞生物。其中(zhōng)最有(yǒu)趣的是(shì)北冰(bīng)洋中最大的鱼(yú)类---格陵兰鲨。

成年的格陵兰(lán)鲨体长7米,体重可达1400公(gōng)斤,生活在2000米以下的(de)极地深海(hǎi)当中。是唯一能够全(quán)年抵御北(běi)极寒冷(lěng)水域的鲨鱼。格陵(líng)兰(lán)鲨同(tóng)样有(yǒu)着极(jí)低的新陈代谢,捕食的(de)方式(shì)也和巨(jù)型鱿鱼相(xiāng)似,它(tā)们善于采取以静制(zhì)动的方式,坐等食物自(zì)己上门(mén),如果没有活的(de),它们(men)也会吃掉能(néng)够找到(dào)的任何(hé)动物尸体。

格陵兰鲨还是世界上最长寿的脊(jí)椎动物,在(zài)它们的眼睛里(lǐ)有(yǒu)一些蛋白(bái)质,在它们出生之前(qián)就已经形成了(le),这(zhè)些蛋白(bái)质不会随着年龄的(de)增加而降解。所以(yǐ)科学家通过对其(qí)进行碳定年法,估计它(tā)们的(de)平均寿(shòu)命至(zhì)少为272岁。一些心情舒畅、心情(qíng)安逸的(de)格陵兰鲨甚至可能会(huì)超过(guò)500岁。

我们(men)刚(gāng)才所聊的(de)这些海洋生物都(dōu)是(shì)在4000米(mǐ)以上(shàng)的海水区域,而当我(wǒ)们穿过深海层潜入(rù)到(dào)更深(shēn)的海(hǎi)底时,一些极(jí)端的深海巨(jù)人(rén)症的案例(lì)再一次刷新了我们对(duì)海洋的认知。

在海(hǎi)平面以下4000到6000米的区域(yù)叫做深渊层,是海洋(yáng)中最宽广的地(dì)带,总(zǒng)面(miàn)积超过(guò)3亿平方(fāng)公里,占地球表面积的60%。6000米以下的深海是超深(shēn)渊层(céng),也叫(jiào)哈达尔区域,它一般存在于狭长的V型海底峡谷深处(chù)。地球上(shàng)目前已经确定的哈(hā)达尔(ěr)栖(qī)息地46个,最深的一处是形成(chéng)于6000万年前的马(mǎ)里(lǐ)亚纳海(hǎi)沟。哈(hā)达尔区(qū)域(yù)处在绝对的黑暗当中(zhōng),水温在1到(dào)4摄(shè)氏度之(zhī)间,压力是(shì)地面上的1100倍以上。

在这里,海洋生命的基(jī)础“海洋雪”几乎(hū)不会再流淌下来,理论上不会(huì)有生命出现在这样的极端环境当中。但是,当人类到达这里时,发(fā)现很多的片脚类(lèi)生物在海(hǎi)底爬行,而(ér)且(qiě)体型巨大。潜(qián)水(shuǐ)中的端足(zú)类生物(wù)长度一般在(zài)1cm左右,但在这(zhè)里,同类物种(zhǒng)的(de)体长能够达到34cm,这样的视觉效(xiào)果相当于(yú)你看到了一只蚊子,比老鼠还要大(dà)上一圈(quān)。

科学家还在这里发现了世(shì)界上最(zuì)大的脚(jiǎo)角(jiǎo)类(lèi)动(dòng)物,以(yǐ)及长达50厘米的超巨型的等(děng)足类动(dòng)物(wù)。这些巨大的片脚类和等足类动(dòng)物(wù)在10000米深的海底默默无闻地做着清道夫的工作,它们会吃掉(diào)任何出(chū)现在面(miàn)前的分解(jiě)物质。

庞大的体(tǐ)型可(kě)以让它们储存更(gèng)多的能(néng)量(liàng)和食物,也可以为(wèi)干饭而长途跋(bá)涉到更(gèng)远的距离。但(dàn)是(shì)在这样的极(jí)端环(huán)境之下,这里(lǐ)的食物资源仍然非常贫瘠(jí),这些巨大的生物的(de)食物来源依然令人费解。后来,研(yán)究人员在一种(zhǒng)端(duān)足类(lèi)动(dòng)物的身上发现了一种(zhǒng)独(dú)特的纤维(wéi)素酶。

这种纤维素酶(méi)有一个神奇的功效(xiào),它可以(yǐ)分解植物物质。但是生活在0植物环境中的(de)端(duān)足类动(dòng)物(wù),理论上是不(bù)需要这种酶(méi)的,海洋雪形(xíng)式的藻(zǎo)类(lèi)也根本(běn)无法抵达这里。

但(dàn)科学家(jiā)测试研究(jiū)这种独特的(de)纤维素(sù)酶,发(fā)现它(tā)可以(yǐ)将(jiāng)锯末或者是木浆直(zhí)接转化为葡萄(táo)糖。而且环境的(de)压力越大,这种酶的活性就越大(dà),消化纤维素的速度也就(jiù)会越(yuè)快。

另(lìng)外,在万米的海(hǎi)底(dǐ)这种超高压低温的环(huán)境当中,海水会(huì)变得(dé)更加粘稠,较大的体态(tài)可(kě)能会让这(zhè)些深海(hǎi)无(wú)脊椎动物在(zài)呼吸上具(jù)有(yǒu)更大的优势,更好(hǎo)地克服水中较大的黏性(xìng)力,这可能是它们进化成巨(jù)大体态(tài)的另一个原因。而在对这些海底生物的研究当中,人类得(dé)到了更为震惊的(de)发现。

广州地球化学研究所曾在10000米水深的(de)钩(gōu)虾(xiā)体(tǐ)内(nèi)发(fā)现了C14的(de)信号(hào)。让人感到遗憾的是(shì),这(zhè)些(xiē)C14的信(xìn)号竟然来自人为的(de)核爆。

科学家(jiā)还在马里亚纳海沟的深处(chù)检测到了塑料垃圾(jī)。尽(jǐn)管现(xiàn)在(zài)的浩瀚海洋广阔,生态资源丰富,但(dàn)其中很(hěn)多区(qū)域的(de)生态系统是(shì)非常脆弱的,许多的海洋生(shēng)物已经濒临灭绝的边缘,甚至很多(duō)的(de)物种在人类发现之(zhī)前,它们可(kě)能就已经灭绝了。从(cóng)1950年到(dào)现在,人类所制造的塑料垃圾已经(jīng)超(chāo)过了100亿吨(dūn),平均每年(nián)都有超过3000万吨(dūn)的塑料(liào)废弃(qì)物排入到海(hǎi曹冲称象的故事说明了什么科学道理,曹冲称象这个故事告诉我们什么道理)洋当中。

环(huán)境(jìng)污染、过度捕捞、深海采矿、气候的变化所导致的海洋化学(xué)变(biàn)化都是对海洋生(shēng)态系统的严重(zhòng)威(wēi)胁(xié),所以保护环境人人有责。

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