会游泳的小伙伴可能都有这样的经验，当憋足了气往水下潜时，会感觉耳朵里面很疼，而从3米多的水下迅速上浮到水面，又会感觉肺部明显发胀，尤其从7米多的水下猛地浮到水面时，会感觉肺部如撕裂般疼痛。
这些感觉，都是由水的压力变化引起的。在海洋里，水深每增加10米，水压就会增加一个大气压，因此，深海生物承受的水压是巨大的。那么，深海动物是如何抵抗巨大的压力的？它们到了浅海或者海面上，身体会不会爆裂呢？
（图片来源/网络）
一个物体是否会因为外部压力变化而爆破或者瘪陷，取决于该物体是否同时具备囊状构造且内外没有通道可以传递压力，并且囊状构造的材质是否坚韧到足以抵抗压力的变化。深海动物的身体构造都是内外通透的。例如蠕虫类的动物海参，其身体是一个囊状，但有口和肛门两个通道使其皮囊内外相通，这样深海水压虽然很大，但海参身体内外的压力是相同的，因此即使到了浅海或者海面，其身体内外的压力同时变小，内外压仍然相同，故不会爆裂。再如，冷泉生物群落的优势种深海贻贝，其两片外壳在铰合处的旁边有一个很大的缝隙，允许海水通过，可传递压力使壳内外的水压平衡，因此无论它们在深海还是浅海，都不会胀碎外壳。甲壳动物的虾类和蟹类，其甲壳与身体的结合处本来就有很多软组织作为通道，平衡身体内外的水压。而海绵动物、腔肠动物等，其身体上有大量的小孔作为通道，也不会因此而受到损伤。至于动物体最小的组织单元细胞，虽然是一个微型的囊状体，但其细胞膜上也有无数的小孔作为物质交换的通道，可以传递水压使细胞内外的压力平衡。
即使是海洋中的庞然大物抹香鲸，为了追踪猎物，可以在几十分钟内一口气从海面潜到2000多米的深海，是绝对的潜水冠军，然而外部水压变化巨大但抹香鲸却毫发无损。虽然抹香鲸与人类一样，也是用肺呼吸，但抹香鲸已经适应了海洋的捕猎生活，在上浮时有特殊的释放肺部空气压力的机制，因此不会因为水压变化而损伤肺部。
文图/李新正（中国科学院海洋研究所）
本文节选自《知识就是力量》杂志
