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反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数

反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数 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,一直是人们茶余饭(fàn)后最热衷的谈资(zī),也是大家(jiā)对深海(hǎi)探(tàn)索最大的恐惧。

在挪威(wēi)的大海中,和三文鱼一样被广为人知的(de)生物叫“克拉肯(kěn)”,这个家喻户晓的挪威(wēi)海(hǎi)怪还(hái)有另(lìng)外一个名字“北海巨妖”。

它被(bèi)认为是最有可(kě)能存在的神话物(wù)种(zhǒng),虽然没有人真正见过(guò)它的样(yàng)子,但是在(zài)众(zhòng)多小说和影(yǐng)视(shì)作品的渲染之(zhī)下,这个北欧神(shén)话(huà)中的明星海怪早(zǎo)就(jiù)已经红出圈了。

根据(jù)神话记载,“北海(hǎi)巨(jù)妖(yāo)”居住在(zài)挪(nuó)威(wēi)和格陵兰岛附近,它的背部周长(zhǎng)1500米,比一座小岛还要(yào)大,可以轻(qīng)易地(dì)使(shǐ)用(yòng)它的触手将巨(jù)大(dà)的船只完全拖入(rù)海底,甚至还有军(jūn)舰遭遇海外袭(xí)击沉入(rù)海底的传说。

那(nà)么这究竟(jìng)是(shì)一种什么样(yàng)的(de)恐(kǒng)怖力量呢?阿基米德(dé)已经给了我们答(dá)案,浸(jìn)没在流体(tǐ)中的物体上的浮力,相(xiāng)当于物(wù)体排开(kāi)流体(tǐ)的重量,所以只需要(yào)用(yòng)船(chuán)舶的总吨位乘以(yǐ)海(hǎi)水(shuǐ)的(de)密度和(hé)重力,然后减去船的重量(liàng),就可(kě)以(yǐ)知道还要(y反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数ào)将一艘普通大小的舰船完全拖到水(shuǐ)下至少需要400吨的力(lì)量(liàng)。这对(duì)海怪(guài)的肌肉力(lì)量要求,超出了人(rén)类的认知(zhī)范围。

随着现代(dài)生(shēng)物学的发展,过于荒(huāng)诞夸张的海怪传说也逐(zhú)渐消失(shī)。由于从来没有发(fā)现过北海(hǎi)巨妖的尸骨残骸,所以人(rén)们(men)猜测它(tā)没有脊椎和骨骼(gé)。因此挪威海怪的原(yuán)型被认为是(shì)一种巨大的头(tóu)足类深海海洋生(shēng)物。

随着(zhe)人类对海(hǎi)洋的不断探索(suǒ)和(hé)研(yán)究,发(fā)现在黑暗冰冷的深海(hǎi)当(dāng)中,海洋生物已经进化得相当怪异,甚至(zhì)恐(kǒng)怖(bù),而且非常地巨(jù)大。巨型的(de)日(rì)本蜘蛛(zhū)蟹、大红水母、鲱(fēi)王(wáng)黄(huáng)带鱼、大(dà)王乌贼、格陵兰(lán)鲨鱼,以及(jí)巨型的等足类动物等等。

这些巨型深(shēn)海生物和它们潜水区的近亲相比,就好(hǎo)像得(dé)了巨人(rén)一样。其(qí)实在(zài)寒冷黑(hēi)暗的(de)极端压力环境的深(shēn)海,海洋(yáng)生物(wù)进化出巨大(dà)的体(tǐ)态几乎是必然的,那(nà)么(me)其(qí)背(bèi)后的生物学原因到底是(shì)什么?挪威海(hǎi)怪的原型又是谁呢?

海洋占据着(zhe)地球71%的表面积(jī),但是人类对海洋的探索却(què)不到5%,在超过13.5亿(yì)立方千米的海水深处,星罗(luó)密(mì)布地埋(mái)葬着(zhe)人类文明的遗(yí)迹,以及太多未知的神(shén)秘生(shēng)物。

200米深度以上的海洋叫做海(hǎi)洋(yáng)上(shàng)层,在(zài)这(zhè)里阳光(guāng)可以明显地(dì)直射下来,是海洋中唯一存在(zài)光(guāng)合作(zuò)用的区(qū)域。浮游生物(wù)和(hé)绝大部分(fēn)的海洋生(shēng)物在这里营造出了(le)一(yī)片丰富多(duō)彩且欣欣向荣的海底世界。

当深度超过200米(mǐ),就到(dào)了海洋中层,海(hǎi)水的温(wēn)度(dù)、盐(yán)度(dù)和密度在这里(lǐ)发生了(le)急剧(jù)的变化,阳光变得越(yuè)来越微弱。到达1000米以下的深(shēn)海层(céng),我们会发现(xiàn)海洋生物(wù)已(yǐ)经开始进化(huà)出了照明设备。

我们唯一能看到(dào)的光亮来自(zì)鱿鱼的皮肤或者是琵琶鱼(yú)诱饵器(qì)官所(suǒ)发出(chū)的生物光。

从海平面(miàn)以下400米开始,海洋中的食(shí)物就变得(dé)非常稀缺(quē)了,随着阳光(guāng)的逐渐减弱(ruò),光合作(zuò)用的藻类和浮(fú)游(yóu)生物彻底消失了,作为食(shí)物链中的关键部分,这直接导致(zhì)了深海(hǎi)动(dòng)物们的(de)生活变得更加艰难。

多数的海(hǎi)洋生(shēng)物只能依(yī)靠浅水区倾泻下来的有机物(wù)碎屑进行生存,这种(zhǒng)像雪花一样飘落的沉积(jī)现象叫做“海洋(yáng)雪”,主(zhǔ)要(yào)由死(sǐ)亡的浮游生物,上层生物的粪(fèn)便颗粒以及一些(xiē)腐烂的(de)尸体(tǐ)碎片(piàn)构(gòu)成。

有很(hěn)多的海洋生(shēng)物是(shì)完全(quán)依赖“海洋雪”所生存的,所以海洋雪是深海和(hé)底部生态系(xì)统的基(jī)础,但是它们不(bù)足以支持大量的生命物质,食物网(wǎng)的紧张导致了深海中(zhōng)的生物数量(liàng)稀少,同时也让深海(hǎi)生物的捕食压力大大增加,许多不(bù)吃“海洋雪”的生物(wù),就只能以吃“海洋雪”为食的动(dòng)物(wù)。

所以(yǐ)在这个(gè)区(qū)域,任何的鱼类、甲(jiǎ)壳(ké)类或者(zhě)是头足类的动物都是更大(dà)型(xíng)捕食者的目标。为(wèi)了摆脱这样的困境(jìng),所(suǒ)有(yǒu)的生物(wù)都在努力(lì)地进化,让自(zì)己(jǐ)从(cóng)猎(liè)物转变为“顶级捕食者”。

比如被人们认为是最接近挪威海怪原型的重点(diǎn)嫌疑犯---深海巨鱿。说到巨型鱿鱼,我们最先(xiān)想到的(de)就是传说(shuō)中的“大王(wáng)乌(wū)贼”。

大(dà)王(wáng)乌(wū)贼是大王鱿科,大王鱿属的头足类软体动物,因此准(zhǔn)确来讲应(yīng)该叫(jiào)“大王鱿”,它们(men)实(shí)际上(shàng)并不是乌贼。巨型的(de)鱿鱼大(dà)多(duō)栖息(xī)在绝对(duì)黑暗(àn)的(de)深海当中,一直(zhí)以来都是(shì)谜一般的存在。

在21世纪(jì)之(zhī)前(qián),我(wǒ)们对巨型(xíng)鱿鱼的了(le)解主要是来(lái)自(zì)被冲上岸边的标(biāo)本。直到2004年(nián),人类(lèi)才在1000米的(de)深海中(zhōng),拍到了第一张巨型鱿鱼(yú)的照(zhào)片(piàn),有史以来发(fā)现的大(dà)王鱿最(zuì)大的个体长(zhǎng)达13米,就好像(xiàng)一(yī)辆公交车在(zài)深(shēn)海中航行。与大多长度不(bù)超过60米的(de)鱿鱼相比,大(dà)王鱿的体重能够达到275公斤。科学家们认为(wèi),由于拥有如此巨大的体型,它(tā)们的上面(miàn)几乎(hū)没有捕食者。

大王鱿(yóu)拥有(yǒu)两条极长的(de)触腕,能够达到其他腕长(zhǎng)的2.5倍到4倍。触腕长(zhǎng)有4个吸盘,可以轻(qīng)易(yì)且舒适地捕食深海中的其他鱼类,但大王鱿并不是(shì)深海鱿鱼(yú)中最(zuì)大(dà)的(de)一种,目(mù)前人类所发现的最大深海鱿鱼是大王酸浆(jiāng)鱿,这(zhè)种(zhǒng)生(shēng)活在南极(jí)海域(yù)的巨型(xíng)鱿鱼(yú)身长大约10米,虽(suī)然没有大王鱿长,但是体重(zhòng)能达到(dào)大王鱿的2倍,它们是世界上(shàng)最大(dà)的无脊椎动物(wù),更是(shì)一种具有侵略(lüè)性的顶级捕食者,尽管它们无法击(jī)沉军(jūn)舰,但(dàn)是却可以轻而易举地颠覆(fù)帆船或(huò)者是小型的(de)渔船。

因(yīn)此,大王(wáng)酸浆鱿被认(rèn)为是最接近挪威海怪原型的物种。而(ér)深海能(néng)够如此巨大的另(lìng)一个原因,让我们(men)对海底的巨兽有了新的认知,我(wǒ)们(men)都(dōu)知道,越大的生物体吃得也(yě)就越多,但是克莱伯(bó)定律告诉(sù)我(wǒ)们,生物(wù)体的新陈代谢(xiè)和身体(tǐ)大小之间(jiān)并不(bù)是一个线性的关(guān)系。比如一个200斤(jīn)的胖子所燃烧的(de)卡路(lù)里,绝(jué)不会是一个100斤美(měi)女的(de)两(liǎng)倍;一(yī)匹比老鼠重1000倍(bèi)的马,也不需要多出(chū)1000倍(bèi)的能量才能够驰(chí)骋(chěng)草原(yuán)。

它(tā)们之间其实有一个(gè)非常漂亮(liàng)的数学关系,克莱(lái)伯定律的适(shì)用范围非常广。从地球上最大的生物(wù)蓝(lán)鲸(jīng)到极小的线粒体(tǐ)都遵(zūn)循着克莱伯定律。而巨(jù)大的深(shēn)海鱿鱼将克(kè)莱波定律提升到了一个新的水平。

研究发现,巨型鱿(yóu)鱼的新陈代谢(xiè)率非常低,一条5KG的成年鱼类可(kě)以(yǐ)让一条500公斤(jīn)的鱿鱼吃上半(bàn)年,因为它们每天只需要燃烧45卡(kǎ)路里(lǐ)的能量,这相当于一个成年人慢跑1.98公里(lǐ)。巨型由于每(měi)天只需(xū)要0.03公(gōng)斤的食(shí)物(wù)就可以维持生命(mìng),这(zhè)个能量需求(qiú)比其他同级(jí)别掠食者(zhě)要低(dī)上600倍(bèi),这也(yě)意(yì)味着它们(men)的生活是慢节奏的,不会(huì)像大白鲨那样狂野地追(zhuī)逐猎物。守株待兔是巨型鱿(yóu)鱼的生存之道(dào)。

大(dà)王酸(suān)浆鱿还拥(yōng)有动(dòng)物(wù)界中最大的(de)眼睛,宽度能(néng)够达到30厘米。它们的眼睛(jīng)长(zhǎng)有(yǒu)发光器,能够(gòu)自己产生光芒,也能够觉(jué)察到其他生物所发(fā)出(chū)的微(wēi)光(guāng),但是它们大眼睛的(de)主(zhǔ)要(yào)作用是(shì)用于(yú)对付自己的天敌抹香(xiāng)鲸(jīng)。深(shēn)海(hǎi)中的生(shēng)物(wù)身体巨大的(de)另(lìng)一个原因很可能是深而寒冷的水(shuǐ)。

伯格曼法则认为,在(zài)恒(héng)温动物(wù)当中,即使(shǐ)是(shì)同种动物,生(shēng)活(huó)在寒冷(lěng)地方的个体(tǐ),其(qí)体积、体重一般较生活在温暖(nuǎn)地方的个体都(dōu)会(huì)大一些(xiē)。但是很明(míng)显,某些变温(wēn)动物(wù)也遵循这个法(fǎ)则。所以,我(wǒ)们(men)会在极地(dì)区域(yù)的(de)海(hǎi)洋当中看到超出常规的巨大海(hǎi)绵、蠕虫,甚至(zhì)是巨大的单细胞生物(wù)。其中最有趣的是北(běi)冰(bīng)洋中最大的鱼类---格陵兰鲨。

成(chéng)年的格陵兰鲨(shā)体(tǐ)长(zhǎng)7米,体(tǐ)重可达(dá)1400公斤,生(shēng)活(huó)在(zài反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数)2000米以下的极地深海当中(zhōng)。是唯一能够全年抵御北极寒冷水域(yù)的鲨鱼。格陵兰鲨同样有着极(jí)低(dī)的新陈代谢,捕食的方式也和巨型鱿鱼相(xiāng)似,它们善于采取以(yǐ)静制(zhì)动(dòng)的方(fāng)式(shì),坐(zuò)等(děng)食物自己上门,如果没有(yǒu)活的,它们也会吃掉能够找到(dào)的任何动物(wù)尸体。

格(gé)陵兰(lán)鲨(shā)还是世(shì)界(jiè)上最长寿的脊椎动物,在它们的眼睛里有一(yī)些蛋白质,在它们(men)出生之(zhī)前就已经形成了,这些蛋白质不会随(suí)着(zhe)年龄(líng)的增(zēng)加(jiā)而降解。所(suǒ)以科学家通(tōng)过对其进行碳定年(nián)法,估计它们(men)的平均寿命至少为272岁。一些心情舒畅、心情安逸(yì)的(de)格陵兰鲨甚(shèn)至(zhì)可能会(huì)超过(guò)500岁(suì)。

我们刚才(cái)所聊的这(zhè)些海洋生物都是(shì)在(zài)4000米以上(shàng)的海水(shuǐ)区域,而当我们穿过深海层潜入到更深的(de)海底时,一(yī)些(xiē)极端的深(shēn)海巨人症的案例再一次(cì)刷新了我们对海洋的认知。

在海平面以下(xià)4000到6000米的区域(yù)叫(jiào)做深渊层(céng),是海洋中最宽广(guǎng)的地带(dài),总面(miàn)积超过3亿平方公里(lǐ),占地球(qiú)表面积的60%。6000米以下的深海是超深(shēn)渊(yuān)层(céng),也叫(jiào)哈达尔区域,它一般存在于(yú)狭长的V型海底峡谷深处。地球上目前已经确定的哈达尔栖息地(dì)46个(gè),最深的(de)一处是形成于6000万年前的(de)马(mǎ)里亚纳(nà)海沟。哈达尔区域(yù)处在绝对的(de)黑暗当中,水温在1到4摄氏度之(zhī)间,压(yā)力是地面上(shàng)的(de)1100倍以上。

在这里,海洋(yáng)生命的(de)基础“海洋雪”几乎不(bù)会再流淌(tǎng)下来,理(lǐ)论上不会有生命出现在这样的(de)极端环境当中。但是,当人类到达(dá)这里时,发现很(hěn)多(duō)的片脚类(lèi)生物在海底爬行,而且体型巨大。潜水中(zhōng)的端足类生物长度一般在(zài)1cm左右(yòu),但在这里(lǐ),同(tóng)类物(wù)种的(de)体长(zhǎng)能够达到34cm,这样的视觉效果相当于你看到了一只蚊子,比老(lǎo)鼠还要(yào)大(dà)上一圈(quān)。

科学家还在这里发(fā)现了世(shì)界上最(zuì)大的(de)脚角(jiǎo)类动物,以(yǐ)及(jí)长达50厘米的超巨型的等足类动物。这些巨(jù)大的片脚类和等足类(lèi)动物在10000米(mǐ)深的海底默默无(wú)闻地做着(zhe)清(qīng)道夫的工(gōng)作,它(tā)们会(huì)吃(chī)掉任(rèn)何出现在面前(qián)的(de)分解物质。

庞大的体(tǐ)型可(kě)以让它们储(chǔ)存更多的能量和(hé)食物,也可(kě)以为干(gàn)饭而长途跋涉到(dào)更远的(de)距离。但是在这样的极(jí)端环境(jìng)之下(xià),这(zhè)里的(de)食物资源仍然非常贫瘠,这些巨(jù)大的(de)生物的(de)食物来源依然(rán)令(lìng)人费解。后(hòu)来,研(yán)究(jiū)人(rén)员在一种(zhǒng)端(duān)足类动物的身(shēn)上发现了一种独特的纤维素酶。

这种纤维素酶有(yǒu)一个神奇的功(gōng)效,它可以分解植物物质。但是(shì)生活在0植物环(huán)境中的端足类动物,理论上是不需要这种(zhǒng)酶(méi)的,海洋(yáng)雪形式的(de)藻类也根本无(wú)法抵(dǐ)达这(zhè)里。

但科(kē)学(xué)家测试研究这种独(dú)特的(de)纤维素酶(méi),发现它可(kě)以将锯末或者是木(mù)浆直接(jiē)转化为葡萄糖。而且(qiě)环境的(de)压(yā)力越大,这(zhè)种酶的活性就越(yuè)大,消化纤(xiān)维素的(de)速度也就会越快。

另外,在万(wàn)米的海底这种(zhǒng)超高压低温的环境当中,海水(shuǐ)会(huì)变得更加粘稠,较大的体态可能(néng)会让这(zhè)些深海无脊椎动物在呼吸上具有更大的优(yōu)势(shì),更好地克服水中较大的黏性(xìng)力,这可能是(shì)它们进化成巨(jù)大(dà)体态(tài)的另一(yī)个原因。而(ér)在(zài)对这些海底生物的研究当中,人类得到了(le)更为(wèi)震惊的发现。

广州地(dì)球化学研究所曾在(zài)10000米水深(shēn)的钩虾体内发现了C14的信(xìn)号。让人感(gǎn)到遗憾的是(shì),这些(xiē)C14的信号竟然(rán)来自人(rén)为的核爆(bào)。

反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数>科学(xué)家还在马里亚纳(nà)海沟的深处检测到了塑料(liào)垃圾。尽管(guǎn)现(xiàn)在的浩瀚海洋(yáng)广阔,生态资(zī)源丰富,但其中很多(duō)区(qū)域(yù)的生态系统(tǒng)是非常脆弱的,许多(duō)的海洋生物已(yǐ)经濒临(lín)灭绝的边缘,甚至很多的物种(zhǒng)在(zài)人类(lèi)发现之前,它们可能(néng)就已(yǐ)经灭(miè)绝了。从1950年(nián)到现在,人(rén)类所制(zhì)造的塑料垃圾已经超(chāo)过(guò)了100亿吨,平均每年都有超过(guò)3000万(wàn)吨的塑(sù)料废弃物排入到海(hǎi)洋当中。

环(huán)境污(wū)染(rǎn)、过度捕捞、深海(hǎi)采矿、气候的变化所导致的海洋(yáng)化学变化都是对(duì)海洋生态系统的严重威胁,所(suǒ)以(yǐ)保护环(huán)境人人有责。

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