Zvídavé děti: Jak se živočichové žijící v mořských hlubinách udrží naživu při takovém tlaku?

Zvědavé děti je seriál časopisu The Conversation, který dává dětem všech věkových kategorií možnost získat odpovědi na své otázky o světě od odborníků. Všechny otázky jsou vítány: vy nebo dospělý je můžete poslat – spolu se svým jménem, věkem a městem či obcí, kde žijete – na adresu [email protected]. Nebudeme schopni odpovědět na všechny otázky, ale budeme se snažit.

Jak se živočichové žijící v mořských hlubinách udržují při životě díky tlaku? – Torben, 8 let, Sussex, Velká Británie

Ahoj Torbene,

To je skvělá otázka – moc děkujeme za její položení. Mořské hlubiny jsou velmi náročným místem k životu. Není tam světlo, je tam zima, málo kyslíku a málo potravy – a jak správně podotýkáš, živočichové, kteří tam žijí, se musí vypořádat s obrovským tlakem vody nad nimi.

V nejhlubší části Atlantiku může tlak dosahovat až 840 barů – to je asi 840násobek tlaku, který zažíváme na úrovni hladiny moře. V Challenger Deep v Mariánském příkopu – nejhlubší části všech světových oceánů – může být tlak 1 000 barů i více.

Tvorové, kteří žijí v nejhlubších částech oceánu, však mají zvláštní vlastnosti, které jim pomáhají vyrovnat se s těmito náročnými podmínkami – včetně drtivého tlaku.

Pod tlakem

Když se ponoříte na dno hlubokého bazénu, můžete začít mít bolestivý nebo nepříjemný pocit v uších a dutinách. Je to proto, že obsahují vzduch: tento pocit pochází z toho, že vzduchové váčky ve vašem těle jsou stlačovány tlakem vody.

Ryby žijící blíže k hladině oceánu mohou mít plovací měchýř – to je velký orgán se vzduchem, který jim pomáhá vznášet se ve vodě nahoru nebo klesat dolů. Hlubokomořské ryby tyto vzduchové vaky v těle nemají, což znamená, že se nerozdrtí.

Nejhlouběji žijící druh ryby, nazývaný hadalový plž, se vyskytuje v hloubkách kolem 8 200 metrů.

Tělo bez vzduchových dutin vás však dostane jen tak daleko, protože vysoký tlak může zničit i samotnou strukturu molekul – drobných stavebních kamenů, ze kterých se skládá veškerá hmota.

Pomoci s tím mají hlubokomořští živočichové „piezolity“ – malé organické molekuly, které byly objeveny teprve nedávno. Tyto piezolity brání ostatním molekulám v tělech tvorů, jako jsou membrány a bílkoviny, aby je tlak rozdrtil (i když zatím nevíme přesně jak).

Další zajímavostí piezolitů je, že dávají rybám jejich „rybí“ pach. Piezolity mají i mělkovodní druhy, ale hlubokomořské druhy jich mají mnohem více – takže hlubokomořské druhy by byly cítit mnohem více rybinou.

Tato molekula je však účinná jen do určité hloubky; jak se voda dostává hlouběji, tlak začíná být příliš velký i pro plže. Ze samotného dna Mariánského příkopu byly vyloveny drobné organismy zvané mikroby, které také mají peizolyt, jenž je pomáhá chránit.

Hlubinní potápěči

Zatímco někteří živočichové žijí v mořských hlubinách na plný úvazek, jiní je jen navštěvují. Druhy, jako je například velryba Cuvierův zobák, dojíždějí mezi vodní hladinou, aby se nadechly, a hloubkou přes 2 000 m, aby se nakrmily.

Tyto velryby dýchají vzduch, ale jejich plíce jsou skládací, takže se nerozdrtí, když se velryby ponoří do hlubin na téměř dvě hodiny v kuse.

Při potápění si tyto velryby ukládají kyslík ze vzduchu, který dýchají, do krve a svalů. Mohou to dělat proto, že mají vyšší množství molekul hemoglobinu a myoglobinu – které slouží k ukládání kyslíku – než jiné druhy velryb.

Ploutvonožci Cuvierovi mohou také snížit srdeční frekvenci a dočasně zastavit přítok krve do určitých částí těla, což pomáhá, aby kyslík vydržel déle.

Existuje tedy několik různých způsobů, jak mohou živočichové přežít v mořských hlubinách v závislosti na tom, zda jsou tam jen na návštěvě, nebo tam žijí neustále.

Ještě jedna věc k zamyšlení: pro vědce je velmi obtížné studovat hlubokomořské živočichy, protože mají tendenci umírat, když jsou vyneseni na hladinu – takže zde může být mnoho dalších pozoruhodných vlastností, o kterých zatím nevíme.

Další články pro zvídavé děti, jejichž autory jsou akademičtí odborníci:

• Jak se teplo šíří prostorem, když je prostor vakuum? – Katerina, 10 let, Norwich, Velká Británie.

• Co způsobuje pád padající hvězdy? – Katelyn, sedm let, Adelaide, Austrálie.

• Co způsobuje polární záře? – Ffion, age 6.75, Pembrokeshire, UK.