A ránk nehezedő 1 atmoszféra nyomás kellemes, de mi a helyzet ennek az ezerszeresével?
Fura, de többet tudunk a Hold felszínéről, mint arról, mi is van pontosan a Marianna-árok 11000 méteres mélységében. Az azonban biztos, hogy élet van, nem is kevés. De hogyan lehetséges, hogy ilyen mértékű nyomás mellett egyes élőlények vígan élnek, míg például mi összeroppannánk alatta?
Mélytengerek és a roppant nyomás
Képzeld el: minden egyes négyzetcentiméteredre – a talpadra, a koponyádra, a szívedre – borzasztó tömegű víz nehezedik. Az óceán legmélyebb pontjain, mint például a Mariana-árok alján, ez a nyomás elérheti az 1 100 légköri értéket (azaz több mint ezer atmoszféra). Ez nagyjából olyan, mintha tested minden egyes pontját 1100 kg súly nyomná. Az emberi test erre nincs felkészülve: az "üreges", levegőt tartalmazó szervek – a tüdő, a légutak, a középfül – összezúzódnának tőle, és a szervezet szerkezete súlyosan károsodna – írja az IFLScience.
De a mélytengeri állatok többségében nincsenek ilyen levegővel telt részek. Testük – amely főleg folyadékból és zselés anyagokból áll – rugalmasabb, jobban tud alkalmazkodni a környezeti nyomáshoz. Így a belső és külső nyomás kiegyenlítődik, és nem történik “implózió”, azaz belső beszakadás.
Gyilkos nyomás, még a vízen is
Azonban még a víz sem marad ugyanolyan az irdatlan nyomás alatt: a vízmolekulák közötti kötődések eltorzulhatnak, ami veszélyeztetheti az élőlények belső folyadékainak szerkezetét, illetve a fehérjék és enzimek működését – ez pedig végzetes lehet számukra.
A legfontosabb “titkos fegyver” a lehetséges torzulások ellen a trimetilamin-oxid (TMAO).
Ez egy olyan kis molekula, amely képes erősíteni a víz belső kötéseit, így megakadályozza, hogy a víz “összeessen” vagy deformálódjon az extrém nyomáson. Emellett ez a molekula stabilizálja a fehérjéket és enzimeket is, megakadályozva, hogy a magas nyomás eltorzítsa azok alakját vagy működését.
Érdekes módon a különböző mélytengeri fajok TMAO-tartalma összefügg a mélységgel. A mélyebben élők több TMAO-t halmoznak fel, éppen azért, hogy jobban bírják a nyomást.
A védekezőrendszer azonban nem merül ki egyetlen molekulában. A “piezolitok” olyan anyagok, amelyek segítenek a sejthártyákat és belső membránokat fenntartani, még nagy nyomáson is, megakadályozva, hogy azok “összeomoljanak”.
Az is kiderült, hogy sok mélytengeri hal esetében mutáció figyelhető meg egy bizonyos rft1 nevű génben. Nem teljesen világos, hogyan működik a mutálódott rendszer, de a kutatók azt feltételezik, hogy ez a változás javítja a genetikai anyag (DNS/RNS) “átírási” hatékonyságát – azaz segít, hogy azok az életműködések, amelyek a sejtekben zajlanak, jobban működjenek nagy nyomáson is.
A mélytengerekből a felszínre
Amikor ezeket a mélytengeri állatokat felhúzzák a felszínre, a nyomás hirtelen csökkenése miatt a szervezet belső egyensúlya felborulhat. Ha az állat szervezete nem tud gyorsan alkalmazkodni – például nem szabadul meg a felesleges TMAO-tól, vagy nem stabilizálja a sejtfalakat – menthetetlenül elpusztul.
De emiatt szokott az a jelenség is megtörténni, hogy ha “felszínre hozzák”, az állat összeesik – például a híres skorpióhalféle, a blobfish jellegzes arckifejezése igazából csak akkor jelenik meg, amikor eltávolítják természetes mélyvízi környezetéből.
Ha érdekel a mélytengerek világa, akkor le fog nyűgözni ez a 2000 méteres mélységben élő lény is.
