Hầu hết các sinh vật biển sâu sống dưới bề mặt đại dương hàng nghìn mét, chúng phải đối mặt với nhiều thách thức bao gồm khan hiếm thức ăn, áp suất nước cao, lượng oxy thấp, bóng tối và nhiệt độ cực kỳ lạnh giá. Chúng đã thích nghi với môi trường biển sâu bằng những cách nào?
Khả năng giữ hơi thở trong nhiều giờ
Khả năng nín thở “trời phú” ở vùng nước biển sâu có áp suất cao của các loài sinh vật biển khiến cả thế giới phải kinh ngạc. Ví dụ như hải cẩu voi có thể nín thở dưới nước trong 2 giờ, cá voi có mỏ Cuvier có thể lặn xuống độ sâu 2.992 mét và nín thở dưới nước với thời gian kỷ lục là 2 giờ 18 phút.
Với lượng oxy còn lại trong phổi rất ít, các sinh vật biển sâu đã phát triển những khả năng siêu phàm khác để thích nghi với điều này. Điều đó bao gồm khả năng nín thở trong nhiều giờ.
Phổi có khả năng giãn nở tốt
Phổi của các loài sinh vật biển này có cấu tạo đặc biệt giúp chúng có thể linh hoạt trong môi trường nước khác nhau. Hầu hết các loài cá nước sâu không có túi bóng khí, điều này rất tốt cho chúng bởi vì khí giãn nở nhiều hơn mô và chất lỏng nhiều lần.
Ví dụ như Cá voi có mỏ Cuvier là loài lặn sâu nhất, dưới áp lực của nước, phổi của chúng xẹp xuống mỏng như tờ giấy, để dồn toàn bộ không khí trong phổi vào các cơ và máu, nơi khí đó được hòa tan dần dần.
-
- Cá voi có mỏ Cuvier là loài lặn sâu nhất. (Ảnh minh họa: Pixabay)
Các cơ của cá voi có mỏ đã thích nghi để chứa nhiều myoglobin hơn, và máu cũng có nhiều hemoglobin hơn, giúp dự trữ oxy lâu dài trong cơ thể.
Nếu bơi lên mặt nước thường xuyên chúng có thể thở để tạo ra cân bằng. Còn nếu lặn xuống rất sâu phổi của chúng có thể xẹp lại.
Giữ lại ít oxy hơn
Trước khi lặn xuống nước, nhiều sinh vật biển sâu thở ra gần 90% không khí trong phổi và chỉ giữ lại khoảng 10% lượng oxy để sử dụng. Bởi vì chính lượng oxy trong phổi mới là đối trọng giúp sinh vật không bị áp lực nước đè lên.
Cơ chế sử dụng oxy thấp này giúp sinh vật thích nghi với áp lực cực lớn ở đáy biển.
Do đó, một số loài cá có thể sống ở độ sâu hơn 8000 mét dưới mặt biển dù áp lực nước ở độ sâu này tương đương với trọng lượng hàng chục triệu kg.
Có khả năng tự giảm nhịp tim, giảm chức năng hoạt động
Trong khi những loài khác gần như ngừng thở trong thời gian dài khi lặn xuống biển, ở một số sinh vật, nhịp tim giảm xuống khoảng 4 nhịp/phút.
Thay vì dùng lực để di chuyển, một số sinh vật biển sâu tự nổi trong nước. Một số sinh vật biển có thể tiết kiệm oxy được sử dụng cho quá trình lên mặt nước mà không cần đến chuyển động của cơ bắp bằng cách thả trôi tự do.
-
- Ở một số sinh vật, nhịp tim giảm xuống khoảng 4 nhịp/phút trong thời gian dài khi lặn xuống biển. (Ảnh minh họa: Pixabay)
Ngoài ra, dưới áp suất cao, một số sinh vật như cá voi, hải cẩu cũng giảm các hoạt động trao đổi chất như ngừng các chức năng tiêu hóa, gan và thận.
Sự có mặt của Trimetylamin N-oxit (TMAO)
Một số sinh vật biển sâu có thể sống sót mà không bị biến dạng protein nhờ Trimetylamin N-oxit (TMAO) là một hợp chất hữu cơ thuộc nhóm axit amin. Chất này ngăn áp suất nước làm biến dạng protein, giết chết động vật khi chúng xuống quá sâu.
TMAO được tìm thấy trong mô của động vật giáp xác và cá biển. Điều thú vị là nồng độ TMAO trong các sinh vật biển tăng lên theo độ sâu mà chúng sinh sống.
Không hấp thụ nitơ
Đối với các sinh vật biển sâu, không hấp thụ nitơ là một cơ chế bảo vệ vượt trội.
Khả năng lặn sâu của con người rất hạn chế. Quá trình tuần hoàn của cơ thể con người khiến cho Oxy trong môi trường này bị tiêu hao hết, chỉ còn lại nitơ dễ tan trong máu, mô và mỡ. Đáng nói, lượng khí nitơ hòa tan sẽ tăng theo sự tăng của áp suất khí và thời gian tồn tại trong nước.
Nếu người thợ lặn nổi lên mặt nước rất nhanh, do áp suất nước giảm, nitơ trong máu nở ra đột ngột, tạo ra các bọt khí làm ngăn cản sự lưu thông của đường huyết. Hiện tượng này tương tự như khi ai đó vừa mở nắp một chai nước ngọt có ga. Các bọt khí làm tắc nghẽn mạch máu hoặc đè lên các cơ quan quan trọng, lâu dài sẽ gây hại cho cơ thể và gây ra bệnh suy nhược cơ thể.
Ngọc Mai
