Nyfiken barn: Hur kan varelser som lever i djuphavet hålla sig vid liv med tanke på trycket?

Curious Kids är en serie från The Conversation som ger barn i alla åldrar chansen att få sina frågor om världen besvarade av experter. Alla frågor är välkomna: du eller en vuxen kan skicka dem – tillsammans med ditt namn, din ålder och din stad eller ort där du bor – till [email protected]. Vi kommer inte att kunna besvara alla frågor, men vi ska göra vårt bästa.

Hur kan varelser som lever i djuphavet hålla sig vid liv trots trycket? – Torben, åtta år, Sussex, Storbritannien.

Hej Torben,

Detta är en fantastisk fråga – tack så mycket för att du ställer den. Djuphavet är en mycket svår plats att leva på. Det finns inget ljus, det är kallt, det finns inte mycket syre och lite mat – och som du mycket riktigt påpekar måste de varelser som lever där hantera det enorma trycket från vattnet ovanför.

I den djupaste delen av Atlanten kan trycket vara 840 bar – det är ungefär 840 gånger det tryck vi upplever på havsnivå. I Challenger Deep i Marianergraven – den allra djupaste delen av alla världens hav – kan trycket vara 1 000 bar eller mer.

Men de varelser som lever i de djupaste delarna av havet har speciella egenskaper som hjälper dem att hantera dessa svåra förhållanden – inklusive det förkrossande trycket.

Under tryck

När du dyker till botten av en djup simbassäng kan du börja få en smärtsam eller obehaglig känsla i öronen och bihålorna. Detta beror på att de innehåller luft: den känslan kommer från att luftsäckarna i din kropp kläms ihop av vattnets tryck.

Fiskar som lever närmare havsytan kan ha en simblåsa – det är ett stort organ med luft i som hjälper dem att flyta upp eller sjunka ner i vattnet. Djuphavsfiskar har inte dessa luftsäckar i sina kroppar, vilket innebär att de inte krossas.

Den djupast levande fiskarten, som kallas hadalsnigelfisk, kan hittas på ett djup av cirka 8 200 meter.

Men att ha en kropp utan lufthålor räcker inte långt, eftersom högt tryck också kan förstöra själva strukturen hos molekylerna – de små byggstenarna som utgör all materia.

För att hjälpa till med detta har djuphavsvarelser ”piezolyter” – små organiska molekyler som först nyligen upptäckts. Dessa piezolyter hindrar de andra molekylerna i djurens kroppar, till exempel membran och proteiner, från att krossas av trycket (även om vi ännu inte är helt säkra på hur).

En annan intressant sak om piezolyter är att de ger fiskar deras ”fiskiga” lukt. Även grunda vattenarter har piezolyter, men djuphavsarter har många fler – så djuphavsarter skulle lukta mycket mer fisk.

Denna molekyl är dock bara effektiv upp till vissa djup; när vattnet blir djupare blir trycket för stort, även för snäckfiskar. Små organismer som kallas mikrober har återfunnits från själva botten av Marianergraven, och de har peizolyter som hjälper till att skydda dem också.

Djupdykare

Vidare vissa djur lever på heltid i djuphavet, medan andra bara är på besök. Arter som Cuviers näbbval pendlar mellan vattenytan, för att andas, och djup på över 2 000 meter, för att äta.

Dessa valar andas luft, men deras lungor är hopfällbara, så att de inte krossas när valarna dyker ner i djuphavet i nästan två timmar åt gången.

När de dyker lagrar valarna syret från luften de andas i sitt blod och sina muskler. De kan göra detta eftersom de har högre nivåer av hemoglobin- och myoglobinmolekyler – som används för att lagra syre – än andra valarter.

Cuviers näbbvalar kan också sänka sin hjärtfrekvens och tillfälligt stoppa blodflödet till vissa delar av kroppen, vilket gör att syret räcker längre.

Det finns alltså några olika sätt för varelser att överleva i djuphavet, beroende på om de bara är på besök eller om de bor där hela tiden.

Det finns en sista sak att tänka på: det är mycket svårt för forskare att studera djuphavsdjur, eftersom de tenderar att dö när de förs upp till ytan – så det kan finnas många andra anmärkningsvärda egenskaper som vi ännu inte känner till.

Mer artiklar om Curious Kids, skrivna av akademiska experter:

• Hur färdas värme genom rymden om rymden är ett vakuum? – Katerina, tio år, Norwich, Storbritannien.

• Vad får ett stjärnfall att falla? – Katelyn, sju år, Adelaide, Australien.

• Vad orsakar norrskenet? – Ffion, age 6.75, Pembrokeshire, UK.