深海火山附近的螃蟹可以忍受400℃?
深海火山附近的螃蟹可以忍受400℃高溫,如何煮熟食用?
我們所在的地球,有70.8%的面積被海洋所覆蓋,然而,我們對于海洋深處的探索還遠遠不夠,主要由于我們的科學技術水平,目前還遠未適應海底(特別是深海)沒有陽光、超高壓、低含氧等殘酷環境,很多儀器設備還未降至海底就“陣亡”了,更何況我們人類親臨體驗呢,只有極少數的科研工作者和探險者,乘坐極其特殊和高強度材料制成的潛水器,在海底有過“暢游”的經歷,正是這為數不多的歷險,給我們呈現了深海底部的世界。
從目前我們了解的情況看,海底世界并非完全荒蕪之地,也存在著一些生命力極強的生物所組成的微型生態系統,而得以支撐這些生態系統存在的重要因素,就是有一定的物質和能量輸入來源,比較典型的這種“輸入”有三類,即深海熱液、冷泉和鯨落,這三種形態被人們形象地稱為“深海三大生命綠洲”,比如在深海熱液附近,就生存著一些海蟹等無脊椎動物,而據我們所知,深海熱液的溫度可以達到400攝氏度,有人不禁要問了,既然這里的螃蟹能夠忍受這樣的高溫,那么如果我們把它們捕撈上來,還能夠煮熟嗎?
這是個很有意思的問題。首先我們來看一下深海熱液到底是什么東東。在海底地殼的深處,有很多被加熱的高熱水充斥在巖層的縫隙中,這些高熱水由于溫度很高,周圍巖石中的礦物質在高熱水中的溶解度很大,在地殼壓力釋放作用的影響下,這些高熱水有時會從海底地殼比較薄弱的地方噴出。當接觸到海底較冷的海水之后,原來溶解在高熱水中的礦物質變會立即析出,一層又一層地在噴口處堆積成“煙囪”的形狀,因所含礦物質的不同,所堆積出來的“煙囪”顏色有所差別,常見的有白色、黃色和黑色等。
由于噴出的熱液仍然含有一定量的礦物質,以及硫化氫等氣體,另外與冷的海水交匯會能夠使周圍的海水變得異常溫暖,所以熱液噴口附近會聚集有一些細菌和微生物,以礦物質和硫化氫等氣體為食,進而合成有機物,同時也吸引著諸如螃蟹、牡蠣、貽貝等無脊椎動物前來,畢竟這里既溫暖、又有大量的食物來源,真是別有一番“洞天”。
之所以這些無脊椎動物沒有被熱液所燙傷或者煮熟,我想主要有以下兩個方面的原因:一是這些動物并非純粹活動在熱液中,而是熱液與冷海水交匯混合的區域。雖然熱液的噴涌通常是持續不斷的,但是與周圍廣袤巨量的冷海水相比,其出水量簡直天壤之別,所以對周圍海水加熱的影響范圍非常小,僅局限在噴口附近相當小的范圍,而海蟹的活動區域,基本上都是在熱液與冷海水交匯融合或者以外的區域,這部分區域的溫度要遠低于400攝氏度,甚至連100攝氏度都不到。
二是深海壓力的影響。動物體內的蛋白質,是決定著生物活性的重要基礎物質,它是由長鏈的氨基酸組成的復雜結構,從空間構象上看蛋白質發生N次折疊后方可具備相應的生理功能,同時表現出生物活性,而氨基酸分子間的氫鍵作用,為蛋白質的折疊提供了穩定的“結構鎖定”保障。如果氨基酸分子間的氫鍵被破壞,那么蛋白質分子便會展開,從而失去了生理功能和活性,比如我們用水煮熟雞蛋,雞蛋中的氨基酸分子因高溫受到破壞,蛋白質的長鏈就會展開不再折疊,因此失去了活性。在深海中,海底的壓力可以達到幾百上千個標準大氣壓,而蛋白質之間的氫鍵作用力大小,會隨著壓力的增大而變大,于是要想破壞氨基酸分子間的氫鍵所需的溫度就會增加很多。所以,即使是海底的螃蟹,闖入到了熱液之中,在一定時間內也不會受到什么傷害。
所以,海底的螃蟹,之所以能夠生活在400攝氏度的熱液附近,這既與它們的活動范圍有關系,也與氫鍵在深海強大水壓下結合力強有密切關系。倘若我們有幸捕捉到深海蟹,在正常的大氣壓之下,將水燒到100攝氏度放入,同樣會破壞它們體內氨基酸分子中的氫鍵,蛋白質會很快失去活性,煮熟它們很輕松的。