发布网友 发布时间:2022-04-24 03:52
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热心网友 时间:2023-10-26 04:25
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。
热心网友 时间:2023-10-26 04:25
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。
热心网友 时间:2023-10-26 04:25
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。
热心网友 时间:2023-10-26 04:25
因为深海生物生存的环境是我们一直没有开发和探索过的地方,所以深海生物为了生存进化出了我们从未了解过的构造和外观。热心网友 时间:2023-10-26 04:26
因为他们需要适应深海的水压,深海的水压是特别高的,为了适应深海的水压,他们会将自己的身体进化成适合生存的状态。热心网友 时间:2023-10-26 04:27
因为深海中没有光,氧气非常稀薄,压强非常大,造成了深海生物的怪异和恐怖。热心网友 时间:2023-10-26 04:25
因为深海生物生存的环境是我们一直没有开发和探索过的地方,所以深海生物为了生存进化出了我们从未了解过的构造和外观。热心网友 时间:2023-10-26 04:26
因为他们需要适应深海的水压,深海的水压是特别高的,为了适应深海的水压,他们会将自己的身体进化成适合生存的状态。热心网友 时间:2023-10-26 04:25
因为深海生物生存的环境是我们一直没有开发和探索过的地方,所以深海生物为了生存进化出了我们从未了解过的构造和外观。热心网友 时间:2023-10-26 04:26
因为他们需要适应深海的水压,深海的水压是特别高的,为了适应深海的水压,他们会将自己的身体进化成适合生存的状态。热心网友 时间:2023-10-26 04:26
因为深海中没有光,氧气非常稀薄,压强非常大,造成了深海生物的怪异和恐怖。热心网友 时间:2023-10-26 04:26
因为深海中没有光,氧气非常稀薄,压强非常大,造成了深海生物的怪异和恐怖。