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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(chá)余饭(fàn)后(hòu)最热(rè)衷(zhōng)的谈(tán)资(zī),也(yě)是大家对深(shēn)海(hǎi)探索最大的恐惧(jù)。

在(zài)挪威(wēi)的大海中,和三文(wén)鱼一(yī)样被广(guǎng)为人知的生物叫“克拉肯(kěn)”,这(zhè)个家喻户(hù)晓的挪威海怪还有另(lìng)外一个名字(zì)“北海巨(jù)妖”。

它被(bèi)认为(wèi)是最有可(kě)能存在的(de)神话(huà)物种(zhǒng),虽然没有人(rén)真正(zhèng)见过它的样子(zi),但(dàn)是(shì)在众多小说和(hé)影(yǐng)视作品的渲染(rǎn)之(zhī)下,这(zhè)个(gè)北欧神话中的(de)明星(xīng)海怪早就已(yǐ)经红出圈了(le)。

根据神话(huà)记载,“北海(hǎi)巨妖”居住(zhù)在挪(nuó)威和格陵(líng)兰岛附近,它(tā)的背部周长(zhǎng)1500米,比一座(zuò)小岛还(hái)要大,可以轻易地使用它(tā)的触手将巨(jù)大的(de)船只完全拖入(rù)海(hǎi)底(dǐ),甚至还有军(jūn)舰(jiàn)遭遇海(hǎi)外袭击(jī)沉入海(hǎi)底(dǐ)的传说。

那么这究竟是一(yī)种什(shén)么样(yàng)的恐(kǒng)怖力量呢(ne)?阿(ā)基(jī)米德已经(jīng)给了我们答案,浸没(méi)在(zài)流体中的物体上的浮力(lì),相当于物体(tǐ)排开流体的重(zhòng)量(liàng),所以(yǐ)只需(xū)要用船舶的总吨位乘以海水的(de)密度和(hé)重(zhòng)力,然后减(jiǎn)去船(chuán)的重(zhòng)量,就可(kě)以知(zhī)道还要(yào)将一艘普通大小的(de)舰(jiàn)船(chuán)完全(quán)拖到水下至少需要400吨的力(lì)量。这对海怪(guài)的肌肉力量(liàng)要求,超出了人类的认知范(fàn)围。

随着现代生(shēng)物学的发展,过于(yú)荒诞夸张的海怪传说也逐渐消失。由于从来没有发现过北海巨妖的尸(shī)骨残骸,所以人们猜测它没有脊椎和骨骼。因此挪威海(hǎi)怪的原(yuán)型被(bèi)认为是一种(zhǒng)巨(jù)大的头足类深海海洋生物。

随着人类对海(hǎi)洋的不断探索和研究,发现在黑(hēi)暗冰冷的(de)深海当(dāng)中,海(hǎi)洋生物已(yǐ)经进化得相当怪异,甚至恐怖(bù),而且非常地巨大。巨型的日本蜘(zhī)蛛蟹、大红水母、鲱王黄带鱼、大王乌贼(zéi)、格陵兰鲨鱼,以及(jí)巨(jù)型(xíng)的等足类动物等等。

这些巨(jù)型深海(hǎi)生物和它们潜水区的近亲相比,就(jiù)好像得了巨人一样。其实在(zài)寒冷黑暗的(de)极(jí)端(duān)压力(lì)环境的深海,海(hǎi)洋生物进化(huà)出巨(jù)大的(de)体态几乎是必然的,那么其背后(hòu)的生物学原因(yīn)到底是(shì)什么?挪威海怪的原型又(yòu)是谁呢?

海洋占据着(zhe)地球(qiú)71%的(de)表面(miàn)积,但(dàn)是人类对海洋的探索却不到(dào)5%,在超过13.5亿立方千米的海水深处(chù),星(xīng)罗密布地埋葬着人类(lèi)文(wén)明(míng)的遗(yí)迹,以及太多未知的神(shén)秘生物。

200米(mǐ)深度(dù)以上的海洋叫做海洋上层(céng),在这里阳光可以明显(xiǎn)地直射下来,是海洋中(zhōng)唯(wéi)一存在(zài)光合作(zuò)用的区域。浮游生物和绝大部分的海洋生(shēng)物在这里(lǐ)营造出了一(yī)片丰富(fù)多彩(cǎi)且欣欣向(xiàng)荣(róng)的(de)海底世界。

当(dāng)深度超(chāo)过200米,就到了(le)海洋中层,海水的温度(dù)、盐度和(hé)密度在这(zhè)里(lǐ)发生了急剧的变(biàn)化,阳光变(biàn)得(dé)越来越微弱(ruò)。到达(dá)1000米以下(xià)的深海层,我们会发现(xiàn)海(hǎi)洋生物已经开始(shǐ)进(jìn)化出了照明(míng)设备(bèi)。

我们(men)唯一能看到(dào)的光亮来自鱿鱼的皮肤或(huò)者是(shì)琵琶鱼诱饵器(qì)官(guān)所发出(chū)的生物(wù)光。

从海平面(miàn)以(yǐ)下(xià)400米开(kāi)始,海洋(yáng)中的食物就变得非常稀缺(quē)了,随着阳光(guāng)的逐渐(jiàn)减弱,光合作用的藻(zǎo)类和浮游生物彻底(dǐ)消失了(le),作为食物链中的关(guān)键部(bù)分,这直接导致了深海动(dòng)物们的(de)生活变得更加艰难。

多(duō)数的海洋(yáng)生物只能(néng)依靠浅水区倾(qīng)泻下来的有机物碎(suì)屑进(jìn)行生存,这种(zhǒng)像雪花一样(yàng)飘落的沉积现象叫(jiào)做“海洋雪”,主要由死亡的浮(fú)游生物(wù),上层生物的(de)粪便颗粒以及一些腐烂的尸体(tǐ)碎片构成。

有很多的(de)海洋生(shēng)物是完全(quán)依赖“海洋雪”所(suǒ)生存的,所以海洋雪(xuě)是深海和底部生(shēng)态(tài)系统的基(jī)础,但(dàn)是(shì)它们(men)不足以支(zhī)持(chí)大量的生命(mìng)物质,食(shí)物网的紧张导致了深海中(zhōng)的生物数量(liàng)稀少,同(tóng)时也让深海生物的捕食压力大大增(zēng)加,许多不吃“海洋雪”的生(shēng)物(wù),就(jiù)只能以吃“海洋雪”为食的动物。

所以(yǐ)在这个(gè)区域,任何的鱼(yú)类、甲(jiǎ)壳类(lèi)或者是头足类的动物都(dōu)是更(gèng)大型捕(bǔ)食者的目标。为了摆脱这样的困(kùn)境,所(suǒ)有的生物都在努力地(dì)进化,让自己从猎物转变为“顶级捕(bǔ)食者”。

比如被人们认(rèn)为是最接近挪威海怪(guài)原型(xíng)的重(zhòng)点嫌疑犯---深海巨鱿。说到巨型(xíng)鱿鱼(yú),我们(men)最先想到的就是传说(shuō)中(zhōng)的“大(dà)王乌贼”。

大(dà)王乌(wū)贼是(shì)大王鱿(yóu)科,大王鱿属的头足类软体动物,因此准确来讲应该叫“大王(wáng)鱿”,它们实际上(shàng)并不是乌贼。巨型的鱿鱼大多(duō)栖息在绝对黑暗的(de)深海当中,一直以来都是谜一(yī)般的存在。

在21世纪之前,我们对巨型鱿鱼的了解主要是来自被冲上岸(àn)边(biān)的标(biāo)本。直到2004年,人(rén)类才(cái)在1000米的深海中,拍(pāi)到了第一张(zhāng)巨型鱿(yóu)鱼的照(zhào)片,有(yǒu)史以来发现的大王鱿最大的个(gè)体长(zhǎng)达13米,就好(hǎo)像(xiàng)一辆(liàng)公交车在(zài)深海中航行。与大(dà)多长度不超过60米的(de)鱿鱼相比,大(dà)王鱿的体重能够(gòu)达到275公斤。科学家们认为,由于拥有如此巨大的体型,它们的(de)上面几(jǐ)乎没有捕食者。

大王鱿拥有两条极长的(de)触腕(wàn),能够(gòu)达(dá)到其他腕长的2.5倍到4倍(bèi)。触腕长有4个吸盘(pán),可以轻易(yì)且舒适地捕食(shí)深海中的(de)其他鱼类,但大王鱿并不是(shì)深海鱿鱼中最(zuì)大(dà)的一种,目(mù)前人类所(suǒ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)发现的最大深海鱿(yóu)鱼是大王(wáng)酸浆鱿,这种生活(huó)在(zài)南极海域的巨型鱿鱼身长大(dà)约10米(mǐ),虽然(rán)没有大(dà)王鱿长,但是体重能达到大王鱿的2倍,它们是(shì)世界上最(zuì)大(dà)的无脊椎动物(wù),更(gèng)是一种具(jù)有侵略性的顶(dǐng)级捕食(shí)者,尽管它们无法击沉军舰(jiàn),但是却可(kě)以(yǐ)轻而易举地颠(diān)覆(fù)帆船或者是(shì)小型的(de)渔船。

因此,大王(wáng)酸浆(jiāng)鱿(yóu)被认为是最接近挪威海怪原型的物种。而深(shēn)海能够如此巨大(dà)的另一个原因,让(ràng)我们对海(hǎi)底的(de)巨兽有了新的认知,我们都知道(dào),越大的生(shēng)物体吃得也就越多(duō),但是(shì)克莱(lái)伯定律(lǜ)告诉我们,生物体的新陈代谢(xiè)和身体大小之间并(bìng)不(bù)是一个线性的关系。比如一个(gè)200斤的胖子所燃烧的卡路里(lǐ),绝不会是(shì)一个100斤(jīn)美(měi)女(nǚ)的两倍;一匹比老鼠(shǔ)重1000倍的马,也(yě)不需要多出1000倍的能(néng)量(liàng)才(cái)能够驰(chí)骋(chěng)草(cǎo)原。

它们(men)之间其实(shí)有一(yī)个非常漂亮(liàng)的数(shù)学(xué)关系,克莱伯定律的适用范(fàn)围(wéi)非常广。从地球上最大的生物蓝鲸到极小(xiǎo)的(de)线(xiàn)粒体都(dōu)遵循着克莱伯定律(lǜ)。而(ér)巨(jù)大的(de)深(shēn)海鱿鱼将(jiāng)克(kè)莱波定律提升到了一(yī)个新的水平。

研究发现,巨型鱿(yóu)鱼(yú)的(de)新陈代(dài)谢(xiè)率(lǜ)非常低(dī),一(yī)条5KG的成年鱼类可以(yǐ)让一条500公斤的鱿(yóu)鱼吃上半年,因为它(tā)们每天只需(xū)要燃(rán)烧45卡路里的能量,这相当于一(yī)个成年人慢跑1.98公里。巨型由于每天只需要0.03公斤(jīn)的食(shí)物(wù)就可以维持生命,这个能量需求比其(qí)他同级别掠(lüè)食者要(yào)低上600倍,这(zhè)也意味着它们的生活是慢(màn)节(jié)奏的,不会像大白鲨那样(yàng)狂野(yě)地追逐猎物。守(shǒu)株待兔是(shì)巨型(xíng)鱿鱼的生(shēng)存(cún)之道(dào)。

大王(wáng)酸(suān)浆鱿(yóu)还拥有(yǒu)动物(wù)界中最大的眼睛,宽度能够(gòu)达到30厘米。它们的眼睛长有发光器,能(néng)够自己产(chǎn)生光芒,也能够觉察到(dào)其他生物所发出的微(wēi)光,但是它们大眼睛的主要作用(yòng)是用于对付自己的天敌(dí)抹(mǒ)香(xiāng)鲸。深海中的生物身体巨大的另一个(gè)原因(yīn)很可能是深而寒(hán)冷的水。

伯格(gé)曼法则认为,在(zài)恒温动物当中,即(jí)使是同种动物,生(shēng)活在寒(hán)冷地方的(de)个体,其体积、体重一般(bān)较生(shēng)活在(zài)温暖(nuǎn)地(dì)方的个体都会大一(yī)些。但(dàn)是很明显(xiǎn),某些变温动物也遵循这(zhè)个法则(zé)。所以(yǐ),我们会在(zài)极地区域的海(hǎi)洋当中(zhōng)看(kàn)到超出常(cháng)规的巨大海(hǎi)绵(mián)、蠕虫,甚至是巨大(dà)的单细胞生物。其中(zhōng)最有趣的是北冰洋(yáng)中最大的(de)鱼类---格陵兰鲨(shā)。

成(chéng)年的格陵兰鲨(shā)体长7米,体重可达1400公(gōng)斤,生活在2000米以下的极(jí)地(dì)深海(hǎi)当中。是唯(wéi)一能(néng)够全年抵御(yù)北(běi)极寒冷水域的鲨鱼。格(gé)陵兰鲨同样有着极低的新陈代谢,捕食的方式也和(hé)巨型鱿鱼相(xiāng)似,它们善于采取以(yǐ)静制动的方式,坐(zuò)等食物自(zì)己上门,如果没有活(huó)的(de),它们也会(huì)吃掉能够找到的任(rèn)何动(dòng)物尸体。

格陵兰鲨还是世界(jiè)上最长(zhǎng)寿(shòu)的脊椎动物,在它们的眼睛里有一(yī)些蛋白质,在它们出生之(zhī)前(qián)就已经形成了,这些蛋(dàn)白质(zhì)不会随着年龄的增加而降解。所以科学家(jiā)通(tōng)过对其进行碳定年法,估计它(tā)们的平(píng)均寿命至(zhì)少为(wèi)272岁。一些心(xīn)情舒畅(chàng)、心情安逸的格陵(líng)兰鲨甚(shèn)至可能会超过(guò)500岁。

我们刚才所(suǒ)聊的这(zhè)些海洋生(shēng)物(wù)都(dōu)是在(zài)4000米以上的(de)海(hǎi)水(shuǐ)区域,而当我们穿过深海层潜(qián)入到更深的海(hǎi)底(dǐ)时(shí),一些极端的深海巨人症的案(àn)例再一(yī)次刷新了我们对海洋的认知。

在海平面(miàn)以(yǐ)下4000到6000米的区域叫(jiào)做深(shēn)渊层,是海洋中最(zuì)宽广的地带,总面积超过3亿平方(fāng)公里,占地球表面积的60%。6000米以下(xià)的深海(hǎi)是超深渊层,也(yě)叫哈达尔(ěr)区(qū)域,它一般存在于狭长的V型(xíng)海底峡谷深处。地球上目前已经确定的哈(hā)达尔栖(qī)息(xī)地(dì)46个,最深的(de)一处是形成于6000万年前的马里亚纳(nà)海沟。哈(hā)达尔区域(yù)处在绝对的黑暗当中(zhōng),水(shuǐ)温在1到4摄氏度之(zhī)间(jiān),压力是地(dì)面(miàn)上的1100倍以(yǐ)上(shàng)。

在这里,海洋生(shēng)命的基础“海洋雪”几(jǐ)乎不会再流淌下(xià)来(lái),理论上不会有生命出(chū)现在这样的极端(duān)环境当中。但是,当人类(lèi)到达这里(lǐ)时,发现很多的片脚类(lèi)生物在(zài)海底爬行,而且体型巨(jù)大。潜水(shuǐ)中的端足类生物长度一般在1cm左右(yòu),但在这里(lǐ),同类物种的体(tǐ)长能够达到34cm,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这样的视觉效果相(xiāng)当(dāng)于你看到了(le)一只蚊子,比老鼠还要大上一圈。

科学家还在这里发现(xiàn)了世界上最大的脚角(j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iǎo)类动物,以及长达50厘米的超(chāo)巨型的等足类动物。这(zhè)些巨大的片脚(jiǎo)类和等足类(lèi)动(dòng)物(wù)在10000米深(shēn)的海底默默(mò)无闻地做(zuò)着清道(dào)夫的(de)工作,它们会(huì)吃掉任何出现在面前(qián)的分解(jiě)物质。

庞大的体(tǐ)型可(kě)以让它们储存更多(duō)的能量(liàng)和(hé)食(shí)物(wù),也可(kě)以为干(gàn)饭而(ér)长途跋涉到更远的(de)距离。但(dàn)是在这样(yàng)的极(jí)端环境之(zhī)下,这(zhè)里的(de)食(shí)物资(zī)源仍然非常(cháng)贫(pín)瘠,这(zhè)些巨大的生物(wù)的(de)食物来源依然(rán)令(lìng)人费(fèi)解。后来,研究人(rén)员在(zài)一种端足类动物(wù)的身上发现了一(yī)种独(dú)特的纤维素(sù)酶。

这种纤维素酶有一(yī)个神奇(qí)的功效(xiào),它可以分解(jiě)植物物质。但是生活在0植物(wù)环境中(zhōng)的端足(zú)类动(dòng)物(wù),理论上是(shì)不(bù)需要这(zhè)种酶(méi)的,海洋雪形式的(de)藻类也根本无(wú)法抵达这里。

但科学家(jiā)测试研究这种独特的(de)纤维素酶,发现(xiàn)它可以将锯末(mò)或者(zhě)是木浆直接转化为(wèi)葡萄糖。而且环境的压力越大,这种酶的活性(xìng)就越大(dà),消化纤维素(sù)的速(sù)度(dù)也就会(huì)越快。

另外(wài),在万米的海底这种超高压低温的环境当中,海水(shuǐ)会变得更加粘稠,较大(dà)的体(tǐ)态(tài)可(kě)能会(huì)让这些深海(hǎi)无(wú)脊椎动物在(zài)呼吸上具有更(gèng)大的优(yōu)势,更好(hǎo)地克(kè)服水中较大的黏(nián)性(xìng)力,这可能是它(tā)们(men)进化成(chéng)巨大体态的另一个原因。而(ér)在对这些(xiē)海(hǎi)底(dǐ)生物的研(yán)究当中,人类得到了更为(wèi)震惊的(de)发现。

广州(zhōu)地(dì)球化学(xué)研究所曾(céng)在10000米(mǐ)水深的钩(gōu)虾体内(nèi)发现(xiàn)了C14的信号(hào)。让人感到(dào)遗憾的(de)是,这些C14的信号竟然来(lái)自人为的核爆。

科学家还在马里(lǐ)亚纳海沟的深处检测到了(le)塑(sù)料垃(lā)圾。尽管现(xiàn)在的浩瀚海(hǎi)洋广阔,生态资源丰(fēng)富,但其中很多区域(yù)的生(shēng)态系统是非常脆弱的,许多的海洋生物已经濒(bīn)临灭绝的边缘,甚至很多的物种(zhǒng)在(zài)人(rén)类发现(xiàn)之前(qián),它们可能就已经灭绝了。从1950年到现(xiàn)在(zài),人类所制造的(de)塑(sù)料垃圾已经超过(guò)了(le)100亿吨(dūn),平均(jūn)每年(nián)都有超过3000万吨(dūn)的塑料废弃(qì)物排(pái)入到海洋(yáng)当(dāng)中。

环境污(wū)染、过度捕捞、深(shēn)海采矿、气候(hòu)的变化所导(dǎo)致的海洋化学(xué)变化都是对海洋(yáng)生态(tài)系统的严重威胁,所以保护(hù)环(huán)境人人有责(zé)。

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