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拉普拉斯分块矩阵公式例题,拉普拉斯分块矩阵公式副对角线 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(guài),一直(zhí)是人(rén)们茶余饭后最热衷的谈资(zī),也是大家对(duì)深海探索最大(dà)的恐惧。

在挪(nuó)威的(de)大海中,和三文鱼(yú)一样被广为人知的生物叫“克拉肯”,这个(gè)家喻(yù)户晓的挪威海怪还(hái)有另外一个(gè)名字“北海巨(jù)妖”。

它被认(rèn)为(wèi)是最有(yǒu)可能存在的神话物种,虽然没有人真正见过它的样子,但是在众(zhòng)多(duō)小(xiǎo)说(shuō)和(hé)影视作(zuò)品的(de)渲染之下(xià),这个(gè)北欧(ōu)神(shén)话中的明(míng)星海怪早就已经红出圈了。

根据神话记载(zài),“北海巨(jù)妖”居住在挪(nuó)威和格陵兰(lán)岛附近(jìn),它(tā)的背部(bù)周长1500米,比一(yī)座小岛(dǎo)还要大,可以轻易地使用它(tā)的触(chù)手将巨大的船只完全拖入海底,甚至(zhì)还有军舰遭遇海外袭(xí)击(jī)沉入海底(dǐ)的传(chuán)说。

那么这究竟是一种什么样的(de)恐怖力量呢?阿基米德已经给(gěi)了(le)我们答案,浸(jìn)没在(zài)流体中(zhōng)的(de)物体(tǐ)上的浮力(lì),相当于(yú)物(wù)体排开流体的重量,所以只需要(yào)用船舶(bó)的总(zǒng)吨位乘以海水的密度和重力(lì),然后(hòu)减(jiǎn)去船(chuán)的(de)重量,就可以(yǐ)知道还要(yào)将(jiāng)一艘普通大小的舰(jiàn)船完全(quán)拖到(dào)水下(xià)至(zhì)少需要(yào)400吨的力(lì)量。这对海怪的(de)肌肉力量要求,超(chāo)出了人类的认知范围。

随着现代生物学的(de)发展,过于荒诞夸张的海(hǎi)怪传说(shuō)也逐渐(jiàn)消失。由于从来没有发现过北海巨妖的(de)尸骨(gǔ)残(cán)骸,所以人们(men)猜测它没有脊椎和骨骼。因此挪威海(hǎi)怪(guài)的原型被(bèi)认为是一种巨大的头足类深海海(hǎi)洋生物。

随着人(rén)类对海洋(yáng)的不断探索(suǒ)和研究,发现在(zài)黑(hēi)暗冰冷的深(shēn)海当(dāng)中,海洋生物已经进化得相当怪异,甚至恐怖,而(ér)且非常(cháng)地巨大。巨型的日本(běn)蜘蛛蟹(xiè)、大红水母、鲱王黄带鱼、大王乌贼、格陵(líng)兰鲨鱼,以及巨(jù)型的等足类动物等等(děng)。

这些巨型深海生物和它们(men)潜水区的近亲相比,就好像得了巨人一样。其实在寒冷黑(hēi)暗的极端压(yā)力环境的深海,海洋生物(wù)进(jìn)化出巨大的体态几乎是必(bì)然的,那么(me)其背后的生物学(xué)原因到底是什么?挪威海怪的原(yuán)型又是谁呢?

海(hǎi)洋占据着地球(qiú)71%的表面积,但是(shì)人类对海(hǎi)洋的探索却不到5%,在超过13.5亿立方(fāng)千米的海水深处(chù),星罗密布(bù)地埋葬(zàng)着人类文明的遗迹,以及(jí)太多(duō)未知的(de)神(shén)秘生物(wù)。

200米深度以上的海洋(yáng)叫做海(hǎi)洋上层(céng),在这里阳光可以明(míng)显地直(zhí)射下来,是海洋(yáng)中唯一存在光(guāng)合作用的区域。浮游(yóu)生(shēng)物和(hé)绝大部分的海洋生(shēng)物在这里(lǐ)营造出了一片丰富多彩且欣欣向荣(róng)的海底世(shì)界。拉普拉斯分块矩阵公式例题,拉普拉斯分块矩阵公式副对角线

当深度(dù)超过200米,就到了海洋中层(céng),海水的(de)温度、盐(yán)度(dù)和密度在这(zhè)里(lǐ)发生了急剧的变化,阳光变(biàn)得越来越微弱(ruò)。到达1000米以下的深海(hǎi)层,我们(men)会发现海洋生物已经开始进化出(chū)了(le)照明设备(bèi)。

我(wǒ)们唯一能看到的光(guāng)亮来自鱿鱼的皮肤或者(zhě)是琵琶鱼诱饵器官所发出的生物光(guāng)。

从海平面以下400米(mǐ)开始,海洋中的食物就变得(dé)非常稀缺了,随着阳(yáng)光的逐渐(jiàn)减弱(ruò),光合作用的藻类和浮游生物(wù)彻(chè)底消失了(le),作(zuò)为食物(wù)链(liàn)中的关键部分,这直(zhí)接导致了深海动(dòng)物们的(de)生活变(biàn)得更加艰难(nán)。

多(duō)数的海洋生物只能依靠浅水(shuǐ)区倾(qīng)泻下来的有(yǒu)机(jī)物碎屑进行生存,这种像雪花一样飘落的(de)沉积(jī)现象叫做“海洋雪”,主要(yào)由死亡的(de)浮游生物,上层生(shēng)物的粪便颗粒以及一些腐烂的尸体碎片构(gòu)成。

有很多的(de)海(hǎi)洋生(shēng)物是完全依赖“海洋雪”所生存的,所以海洋雪是(shì)深海(hǎi)和底(dǐ)部生(shēng)态系统的基础,但是(shì)它们不足以(yǐ)支持(chí)大量(liàng)的生命物(wù)质,食物网的(de)紧(jǐn)张导(dǎo)致了深海(hǎi)中的(de)生物数(shù)量稀(xī)少,同时也让深海生物的(de)捕食压力(lì)大(dà)大(dà)增(zēng)加,许多(duō)不(bù)吃“海(hǎi)洋雪”的生(shēng)物(wù),就(jiù)只能以吃“海洋雪”为食的动物(wù)。

所以(yǐ)在这个区域(yù),任何(hé)的鱼(yú)类、甲壳(ké)类或者是头足类的动物都是更大型(xíng)捕(bǔ)食(shí)者(zhě)的目标。为了摆脱这样的困境,所有(yǒu)的生物都在努力地进(jìn)化(huà),让自己从(cóng)猎物转变(biàn)为“顶(dǐng)级捕(bǔ)食(shí)者”。

比如被人们(men)认为是(shì)最接近挪威海怪原型的重点嫌疑犯---深海巨鱿。说到(dào)巨型鱿鱼,我(wǒ)们(men)最先想到的(de)就是传说中(zhōng)的“大(dà)王乌(wū)贼”。

大王乌(wū)贼是大王鱿科(kē),大王鱿属的头足类软体动物,因此准确来(lái)讲(jiǎng)应该叫“大王鱿(yóu)”,它们(men)实际上并不是乌(wū)贼。巨型的(de)鱿鱼大多栖(qī)息在(zài)绝(jué)对黑暗(àn)的深海当中,一直以(yǐ)来都是谜一般(bān)的存(cún)在。

在21世纪之前,我们对巨型鱿鱼的了解主(zhǔ)要(yào)是来自被冲上岸(àn)边的(de)标本。直到2004年,人类(lèi)才在1000米的(de)深海中,拍到了第一张(zhāng)巨型(xíng)鱿鱼的照片,有(yǒu)史以来发(fā)现的(de)大王鱿最大的个体长达13米,就好像(xiàng)一辆公(gōng)交车在(zài)深海中航行。与大(dà)多长(zhǎng)度不超过60米(mǐ)的鱿(yóu)鱼相比(bǐ),大王(wáng)鱿的体(tǐ)重能够达到275公(gōng)斤(jīn)。科(kē)学家们认为,由于拥(yōng)有如此巨(jù)大的(de)体型,它(tā)们的上面几乎没有捕(bǔ)食(shí)者。

大王鱿拥有两条极长的触腕,能够达(dá)到其他腕长(zhǎng)的2.5倍到(dào)4倍。触(chù)腕长有4个吸盘,可以轻易且舒适地捕食深(shēn)海中的其他鱼(yú)类,但(dàn)大王鱿并不是深海鱿鱼中最大的一种(zhǒng),目前人(rén)类所(suǒ)发现的最大(dà)深海鱿鱼是大王酸浆(jiāng)鱿,这种生活在南极海域的巨型(xíng)鱿鱼身(shēn)长大约10米(mǐ),虽然没有大王鱿长,但是体重能达到大(dà)王鱿的(de)2倍,它们是世界上最大的无脊(jí)椎动物,更(gèng)是一(yī)种(zhǒng)具有(yǒu)侵略(lüè)性的顶(dǐng)级捕食者(zhě),尽(jǐn)管(guǎn)它们(men)无法(fǎ)击沉军舰(jiàn),但是(shì)却(què)可以轻而(ér)易(yì)举拉普拉斯分块矩阵公式例题,拉普拉斯分块矩阵公式副对角线地(dì)颠覆帆(fān)船或者是小型的(de)渔(yú)船。

因此(cǐ),大王酸浆(jiāng)鱿(yóu)被(bèi)认为(wèi)是最接(jiē)近挪(nuó)威海怪原(yuán)型的物种。而(ér)深海能够如(rú)此巨(jù)大(dà)的另(lìng)一个(gè)原因,让我们对海底的(de)巨兽有了新的认知(zhī),我们都(dōu)知道(dào),越大的(de)生(shēng)物(wù)体吃得也(yě)就越多,但是克莱伯(bó)定律告诉我们,生物体的新(xīn)陈代谢和身体(tǐ)大小之间并(bìng)不是一个线性的关(guān)系。比如一个200斤的胖子所燃烧的卡路里,绝不会是一个100斤美女(nǚ)的两倍;一匹(pǐ)比老鼠重1000倍的马,也不需要(yào)多出(chū)1000倍的(de)能(néng)量才能够(gòu)驰骋草(cǎo)原。

它们之(zhī)间其(qí)实有一个非常漂(piāo)亮的数学关(guān)系,克莱伯定律的适用范围非(fēi)常广(guǎng)。从地球上最大(dà)的生物蓝鲸(jīng)到(dào)极小的线粒体(tǐ)都(dōu)遵循着克(kè)莱(lái)伯定律。而巨大的深(shēn)海鱿鱼将(jiāng)克莱波定律提升到了一(yī)个新(xīn)的水平。

研究发现(xiàn),巨型鱿鱼(yú)的(de)新陈代谢率非(fēi)常低,一条5KG的成年鱼类可以(yǐ)让(ràng)一条500公斤(jīn)的鱿鱼吃上半(bàn)年,因(yīn)为它们(men)每天只需要燃烧45卡路里的能量,这(zhè)相当于一个成年人慢跑1.98公里。巨型由于(yú)每天只需(xū)要(yào)0.03公斤的(de)食(shí)物就(jiù)可以维持生命,这个能量需求(qiú)比(bǐ)其他同级(jí)别掠食者要低上(shàng)600倍,这也意(yì)味(wèi)着(zhe)它们(men)的生(shēng)活是慢节奏(zòu)的,不会像(xiàng)大白鲨那样狂野地追逐(zhú)猎物。守株待兔是巨型(xíng)鱿鱼的生存之道。

大王酸浆鱿还(hái)拥有动物界中最大的(de)眼睛,宽度能够达到30厘米。它们的眼睛长有发光器(qì),能够自己产(chǎn)生光芒,也能够觉察(chá)到其他生物所发出(chū)的微光,但是它(tā)们大眼睛(jīng)的(de)主(zhǔ)要作用(yòng)是用(yòng)于对付(fù)自(zì)己(jǐ)的天敌(dí)抹香(xiāng)鲸。深海中的(de)生(shēng)物身体巨大的另一个原(yuán)因很(hěn)可能是深而(ér)寒冷的水。

伯格曼法则认为,在恒温(wēn)动(dòng)物当中,即使是(shì)同种(zhǒng)动物,生活在寒冷地方(fāng)的个体,其体积、体重一般较生活在温暖地方(fāng)的个体都会(huì)大一些。但是很明(míng)显,某些变温动物也(yě)遵循这个法则(zé)。所以(yǐ),我们会在极地区域(yù)的(de)海洋当中看到(dào)超(chāo)出常规(guī)的巨大(dà)海(hǎi)绵(mián)、蠕虫,甚至(zhì)是巨大的单(dān)细胞(bāo)生物(wù)。其中(zhōng)最有趣的是(shì)北冰洋中(zhōng)最(zuì)大的鱼类(lèi)---格陵兰(lán)鲨。

成年的格(gé)陵兰鲨体长7米(mǐ),体重可达1400公斤(jīn),生(shēng)活(huó)在2000米(mǐ)以下的极地深(shēn)海(hǎi)当中。是唯(wéi)一(yī)能够全(quán)年抵御北(běi)极(jí)寒冷水域的鲨(shā)鱼。格陵兰(lán)鲨同(tóng)样有(yǒu)着(zhe)极低的新陈(chén)代谢,捕食的方式也和(hé)巨型鱿鱼相似,它们(men)善(shàn)于采取(qǔ)以静制动的方(fāng)式,坐等食物自己上门,如果没(méi)有活的,它们也会吃掉能够找到(dào)的(de)任何动物尸体。

格陵(líng)兰(lán)鲨还是世界上最长寿(shòu)的脊椎动物,在它们(men)的(de)眼睛里有一些(xiē)蛋白质,在它(tā)们出(chū)生(shēng)之前(qián)就已经形成(chéng)了,这些蛋白(bái)质不会随(suí)着(zhe)年龄(líng)的增加(jiā)而降(jiàng)解。所以科(kē)学家通过对其进(jìn)行碳(tàn)定年(nián)法,估计它们的平均寿命至少为(wèi)272岁(suì)。一些心情舒畅、心情安逸的格陵兰鲨甚至可能会(huì)超过500岁。

我们刚才所(suǒ)聊的这些海洋(yáng)生物都是在4000米以上(shàng)的海水(shuǐ)区(qū)域(yù),而当(dāng)我们穿(chuān)过深海层潜入到更深的海(hǎi)底时,一些极端的(de)深海巨人(rén)症的案例再一次刷新了我(wǒ)们对海洋(yáng)的认(rèn)知。

在海平面以下4000到6000米(mǐ)的区(qū)域(yù)叫做深渊层,是海洋(yáng)中(zhōng)最宽(kuān)广的地带,总(zǒng)面积(jī)超过3亿(yì)平方公里(lǐ),占地球表面(miàn)积(jī)的(de)60%。6000米以下(xià)的深海是超深渊层(céng),也叫哈达尔区域,它(tā)一般存在于狭(xiá)长的V型海底峡谷(gǔ)深处(chù)。地球上目前已经确定(dìng)的哈达尔栖息(xī)地(dì)46个,最深的一处是形成于6000万年(nián)前(qián)的马里亚纳(nà)海沟。哈达尔(ěr)区域(yù)处在(zài)绝对的黑暗(àn)当中,水温在1到(dào)4摄氏度(dù)之间,压力(lì)是地面上的1100倍以上。

在这(zhè)里,海(hǎi)洋(yáng)生命的基础“海洋(yáng)雪”几乎(hū)不会(huì)再流(liú)淌下来,理(lǐ)论上不会(huì)有生(shēng)命(mìng)出现在这样的极(jí)端环境当中。但是,当人(rén)类到(dào)拉普拉斯分块矩阵公式例题,拉普拉斯分块矩阵公式副对角线达这里时,发现很多(duō)的片脚类生物在海底爬行,而且体(tǐ)型巨大。潜水中的端足类生(shēng)物(wù)长度一般(bān)在(zài)1cm左右,但在(zài)这里,同类(lèi)物(wù)种的体长能够达到34cm,这样(yàng)的视觉效果相当于你看到了(le)一只蚊子,比(bǐ)老鼠还(hái)要大上一圈。

科(kē)学家(jiā)还在这里发现了世(shì)界上最大的(de)脚角(jiǎo)类动物,以及长达(dá)50厘(lí)米(mǐ)的超巨型的等足(zú)类动(dòng)物。这(zhè)些巨大的片脚(jiǎo)类和(hé)等足类动(dòng)物(wù)在10000米深的海底(dǐ)默默无闻地(dì)做着清道夫的工作,它们会吃掉任(rèn)何出(chū)现在面前的分解物质。

庞(páng)大的(de)体型可(kě)以(yǐ)让(ràng)它们储存更多的能量(liàng)和食物,也可以为干饭而长途跋涉到更(gèng)远的距(jù)离。但是在这样的极端(duān)环(huán)境之(zhī)下,这(zhè)里(lǐ)的食物资(zī)源仍然非常贫(pín)瘠,这些(xiē)巨(jù)大(dà)的生物的食物来源(yuán)依(yī)然(rán)令人(rén)费解。后来(lái),研(yán)究人员在一种端足类动物的(de)身上发现了一(yī)种独(dú)特的纤维素酶。

这种纤维素酶有一个神奇的功效,它可(kě)以分(fēn)解植物物质。但是(shì)生活在0植物环境中(zhōng)的(de)端足(zú)类动物,理论上是不需要这(zhè)种酶的,海洋雪形式(shì)的藻类(lèi)也根本无法(fǎ)抵(dǐ)达这里(lǐ)。

但科学家测试(shì)研究这(zhè)种独特的(de)纤(xiān)维素酶,发现它可以将锯末(mò)或(huò)者是木浆直(zhí)接转化为(wèi)葡萄糖。而且环(huán)境的压力(lì)越大(dà),这(zhè)种酶的活(huó)性就越大(dà),消(xiāo)化纤(xiān)维素的(de)速度也就会越(yuè)快(kuài)。

另外,在万米的海底这(zhè)种(zhǒng)超高压低温的环境当中,海水会变(biàn)得更加粘(zhān)稠,较大的体态可能(néng)会让(ràng)这些深(shēn)海无脊椎动物在呼吸上(shàng)具有(yǒu)更大的优势,更好地克服水中较大(dà)的黏性力(lì),这可能是它们进化成巨大(dà)体态(tài)的另一个原因。而在对(duì)这些海底生物的研究(jiū)当(dāng)中,人类得到了更为震惊的(de)发现。

广州地球化学研究所曾在10000米水深的钩虾体(tǐ)内发(fā)现(xiàn)了C14的信号(hào)。让人感到(dào)遗(yí)憾(hàn)的是(shì),这些C14的信(xìn)号(hào)竟然来自人为的核爆。

科(kē)学家还在(zài)马里亚纳海沟的(de)深处检测到(dào)了塑(sù)料(liào)垃圾。尽管现在的(de)浩(hào)瀚海洋广阔,生态(tài)资源丰(fēng)富,但其(qí)中很(hěn)多区(qū)域的(de)生态系统是非(fēi)常脆弱的,许多的海洋生物(wù)已经濒临灭绝(jué)的(de)边(biān)缘,甚至(zhì)很多(duō)的物(wù)种在人类(lèi)发现(xiàn)之前,它(tā)们可能就已经灭绝了。从1950年到现在,人类所制造的塑(sù)料垃(lā)圾已经(jīng)超(chāo)过了100亿(yì)吨,平均每年都有超过3000万吨的塑料废弃物排入(rù)到海洋当中。

环境污染、过度捕捞、深海采矿、气候的变化所(suǒ)导致的海洋化学变化都(dōu)是(shì)对海洋生(shēng)态系统的严重威胁(xié),所以(yǐ)保护环境人人有责。

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