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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(yī)直(zhí)是人们茶余饭后最热衷(zhōng)的谈资,也(yě)是(shì)大(dà)家对深海探索最(zuì)大的恐惧。

在挪威的(de)大海(hǎi)中(zhōng),和三文鱼一样被广为人知的生(shēng)物叫“克拉肯”,这个家喻户晓的挪威海怪(guài)还有另外一个名(míng)字(zì)“北海(hǎi)巨妖”。

它(tā)被认为是最有可能存(cún)在(zài)的(de)神话物种(zhǒng),虽然没有人真正见(jiàn)过它的样子,但是(shì)在(zài)众多小说(shuō)和影视作品的渲染之下,这个北欧神(shén)话中(zhōng)的明星海怪早(zǎo)就已经红出圈了。

根据神话记载,“北(běi)海巨妖(yāo)”居住在挪威和格陵兰岛附近,它的(de)背部周长1500米,比一座小岛还要大,可以(yǐ)轻易(yì)地使(shǐ)用它的触手将巨大的船只完(wán)全拖入海底,甚(shèn)至还有(yǒu)军舰(jiàn)遭遇海(hǎi)外袭击沉入海底的传说。

那么这究竟是一种什么样的恐怖(bù)力量(liàng)呢?阿基米(mǐ)德(dé)已经给(gěi)了我们答案,浸没在流体中(zhōng)的物(wù)体上的浮(fú)力,相当于(yú)物(wù)体(tǐ)排开流体的(de)重量(liàng),所(suǒ)以(yǐ)只需要(yào)用(yòng)船舶的总吨位(wèi)乘以海水的密(mì)度和重力,然后减去船的重量,就可以知道还要将一艘(sōu)普通大小(xiǎo)的舰船完全(quán)拖到水下(xià)至少需要(yào)400吨的力(lì)量。这对海(hǎi)怪的肌肉力量要求(qiú),超出(chū)了人类的认知(zhī)范围(wéi)。

随着现代生物(wù)学(xué)的发(fā)展,过于荒诞夸张的海怪传说也逐渐消失。由于从来(lái)没(méi)有发(fā)现过北海巨妖的尸骨(gǔ)残骸,所以(yǐ)人们猜测它(tā)没有脊椎和骨骼(gé)。因此挪威海怪的原型被认为是一种(zhǒng)巨(jù)大(dà)的头足类深海海洋生物。

随(suí)着人类对(duì)海(hǎi)洋的不断探索(suǒ)和研究,发(fā)现在黑暗冰(bīng)冷的深海(hǎi)当中(zhōng),海(hǎi)洋生物(wù)已经进化(huà)得相当怪(guài)异,甚至恐怖,而且非(fēi)常地巨(jù)大。巨型的(de)日本(běn)蜘蛛蟹(xiè)、大(dà)红水母、鲱王黄带鱼、大王乌贼、格陵兰鲨鱼(yú),以及巨型的等足类动物(wù)等等。

这(zhè)些巨型深(shēn)海生物和它们潜水区的(de)近亲相比,就好像得了(le)巨人(rén)一(yī)样(yàng)。其实在寒冷黑暗的极端(duān)压力环境的深海,海洋生物进化出巨大的体态(tài)几乎是必然的,那(nà)么其背后的(de)生(shēng)物(wù)学原因(yīn)到底是什么?挪(nuó)威(wēi)海(hǎi)怪(guài)的原型又是谁呢?

海洋占据着(zhe)地球71%的(de)表面积,但是人类对海洋的探索(suǒ)却不到5%,在超过13.5亿(yì)立方(fāng)千(qiān)米(mǐ)的海水深处,星(xīng)罗(luó)密布地埋葬着人(rén)类(lèi)文明(míng)的遗(yí)迹,以及太多(duō)未知(zhī)的神秘(mì)生物(wù)。

200米(mǐ)深度以(yǐ)上的海洋叫做海洋上层,在这里(lǐ)阳(yáng)光可(kě)以明显地(dì)直射(shè)下来,是海洋(yáng)中唯一存在光合作用的(de)区域。浮游生物和绝大(dà)部分的海洋生物在这里营造出了一(yī)片丰富多(duō)彩且欣(xīn)欣向荣的海底世界。

当深(shēn)度超过200米,就到了海洋中(zhōng)层,海水的温度、盐度和密度在这(zhè)里发生了急剧的变(biàn)化,阳(yáng)光变得(dé)越来越微(wēi)弱。到达1000米以下的深海(hǎi)层,我们会发(fā)现海洋生(shēng)物已经开始进化出了照明设备(bèi)。

我们唯一能看(kàn)到的光(guāng)亮来(lái)自(zì)鱿鱼(yú)的皮肤或者(zhě)是琵琶鱼诱饵器官所发出的生(shēng)物光(guāng)。

从海(hǎi)平面(miàn)以(yǐ)下(xià)400米开(kāi)始,海洋中的食物就变得非常稀缺了,随(suí)着阳光(guāng)的逐渐减(jiǎn)弱,光(guāng)合(hé)作用的藻类和浮游(yóu)生(shēng)物彻底消(xiāo)失了,作为(wèi)食物链中的关键部分,这直接导致了深海(hǎi)动物(wù)们的生活(huó)变得更加艰(jiān)难。

多(duō)数的(de)海(hǎi)洋生物只能依靠(kào)浅(qiǎn)水区(qū)倾泻下来的有机物碎屑进行生存(cún),这种像雪花一(yī)样飘落的沉积(jī)现象叫反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数(jiào)做“海洋雪”,主要由死亡的浮(fú)游生物,上层生(shēng)物(wù)的粪便颗粒以及一些腐烂(làn)的尸(shī)体碎片构成。

有(yǒu)很多的海洋生物是完全依(yī)赖“海洋雪”所生存的,所(suǒ)以海(hǎi)洋(yáng)雪是(shì)深海和(hé)底部生态(tài)系统的(de)基础,但是(shì)它们(men)不足以支持大量的生命物(wù)质(zhì),食(shí)物网(wǎng)的紧张导致了深(shēn)海中的(de)生物数量稀少,同(tóng)时也(yě)让深海生物的(de)捕食压力(lì)大大增(zēng)加(jiā),许多不吃“海(hǎi)洋(yáng)雪(xuě)”的生物,就(jiù)只能(néng)以(yǐ)吃“海洋雪(xuě)”为食(shí)的动物。

所(suǒ)以在这个(gè)区域,任何的鱼类、甲(jiǎ)壳类或者是(shì)头足类的动物都是更大型捕食者(zhě)的目(mù)标。为了(le)摆(bǎi)脱这样的困(kùn)境,所(suǒ)有的生物都(dōu)在努力(lì)地(dì)进化(huà),让自己从(cóng)猎物(wù)转(zhuǎn)变为“顶级捕食者(zhě)”。

比(bǐ)如被人们认为(wèi)是最接近(jìn)挪威海怪原型的重(zhòng)点嫌(xián)疑(yí)犯---深海巨(jù)鱿(yóu)。说到巨型鱿鱼(yú),我们最先想到的就是传说中的(de)“大(dà)王乌贼”。

大(dà)王乌贼是大王鱿科,大王鱿属的头足类软体(tǐ)动物,因(yīn)此准确来讲应该叫“大王鱿”,它们实(shí)际上并(bìng)不是乌贼。巨型(xíng)的鱿鱼大多栖息在(zài)绝对(duì)黑暗的深海(hǎi)当中,一直以来都是谜一般的存在。

在21世纪之前,我(wǒ)们对巨型鱿鱼(yú)的了解主要是来自被(bèi)冲上岸(àn)边的标本。直到2004年(nián),人类才在1000米(mǐ)的深海中(zhōng),拍到了第一张巨(jù)型鱿(yóu)鱼的(de)照片,有史以来发(fā)现的大王鱿最(zuì)大的个体长达13米,就好(hǎo)像一辆(liàng)公(gōng)交车(chē)在深海中航行。与(yǔ)大(dà)多(duō)长度不超过60米的鱿鱼(yú)相比,大王(wáng)鱿的体重能(néng)够达(dá)到(dào)275公(gōng)斤。科(kē)学(xué)家(jiā)们认为,由(yóu)于(yú)拥有(yǒu)如(rú)此巨大(dà)的体型,它(tā)们的(de)上面几乎没(méi)有捕食者(zhě)。

大王鱿拥有两条极(jí)长的触腕,能够达到其他腕长的(de)2.5倍到4倍。触腕长有4个吸(xī)盘,可(kě)以轻易且舒适地捕(bǔ)食深海(hǎi)中的其他鱼类,但大王鱿并(bìng)不是深海鱿鱼中最大(dà)的一种,目(mù)前人(rén)类所发(fā)现(xiàn)的最大深海鱿(yóu)鱼是大(dà)王酸(suān)浆鱿(yóu),这(zhè)种生活在南极海域(yù)的(de)巨型鱿鱼身长大约10米,虽(suī)然(rán)没有大(dà)王鱿长,但是体重能(néng)达(dá)到大王鱿(yóu)的2倍(bèi),它们是世界(jiè)上最大(dà)的无脊椎动物,更是一种具有侵略性的顶(dǐng)级捕(bǔ)食者(zhě),尽管(guǎn)它们无法击沉军舰,但是却可以轻而易举地颠覆帆(fān)船或者是小型的渔船。

因此,大王酸浆鱿被认(rèn)为是最接近挪威海怪原型的物种。而深海(hǎi)能(néng)够如此(cǐ)巨大的另一个原因,让我们对海底(dǐ)的巨兽有了新(xīn)的认(rèn)知,我们都知道,越大(dà)的生物体(tǐ)吃得也就(jiù)越多,但是(shì)克莱伯定(dìng)律告诉我们,生物(wù)体的新陈代谢和身体(tǐ)大小(xiǎo)之(zhī)间并(bìng)不是一个线(xiàn)性的关系(xì)。比(bǐ)如一个200斤(jīn)的(de)胖子(zi)所(suǒ)燃烧(shāo)的卡(kǎ)路里(lǐ),绝不会(huì)是一个100斤美女的两倍;一匹比(bǐ)老(lǎo)鼠(shǔ)重1000倍(bèi)的马,也不需(xū)要多出1000倍的能(néng)量才(cái)能够驰骋草原(yuán)。

它们之(zhī)间其(qí)实(shí)有一个非常(cháng)漂亮的数学关系,克莱伯(bó)定律的(de)适(shì)用范围非常广。从地球上最大的生物蓝鲸到(dào)极小的(de)线(xiàn)粒体都遵(zūn)循着克莱伯定律。而巨大的深海鱿鱼将(jiāng)克莱波定律提升到(dào)了一个(gè)新的水平。

研(yán)究发现,巨型鱿鱼的反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数新陈代谢率(lǜ)非常低,一条(tiáo)5KG的(de)成年鱼类可以让(ràng)一条500公斤的鱿鱼吃上(shàng)半年,因为它们每(měi)天只需要燃烧45卡(kǎ)路(lù)里的能量,这(zhè)相(xiāng)当(dāng)于(yú)一个(gè)成年人慢跑(pǎo)1.98公里。巨型由于(yú)每天(tiān)只需要(yào)0.03公(gōng)斤的食物就可(kě)以维持生命,这(zhè)个能量(liàng)需求比其他(tā)同(tóng)级别掠食者要低上600倍,这也意味着它们的生活(huó)是慢节奏(zòu)的,不会像大白鲨(shā)那(nà)样狂野地(dì)追逐猎物。守株待(dài)兔是巨型鱿鱼的生(shēng)存之道。

大王酸(suān)浆鱿(yóu)还拥有(yǒu)动物界中最大的眼睛,宽度(dù)能够达(dá)到(dào)30厘米。它(tā)们的(de)眼睛长有发光器(qì),能(néng)够自己产生光芒,也(yě)能够觉察到(dào)其他生物所发出(chū)的微光(guāng),但是它们大(dà)眼睛的主要(yào)作用是用于对(duì)付(fù)自己的天敌抹香鲸。深海中的生物身体巨(jù)大的(de)另一个(gè)原因(yīn)很可能是深而寒(hán)冷的水(shuǐ)。

伯(bó)格曼(màn)法则认为,在(zài)恒(héng)温动(dòng)物当中,即使是同种动(dòng)物,生活在寒冷(lěng)地方的个体(tǐ),其(qí)体积(jī)、体重一般较(jiào)生活(huó)在温暖地方的(de)个体都(dōu)会大一些(xiē)。但是很明显,某些变(biàn)温动(dòng)物也遵循(xún)这个法则。所以,我们会在极地区域的海洋当中看到超出常规的巨(jù)大海绵、蠕虫,甚至是巨大的单细胞生物。其中最(zuì)有(yǒu)趣的是北冰洋中最大的鱼类(lèi)---格陵兰(lán)鲨。

成(chéng)年的格(gé)陵兰(lán)鲨体长7米,体重可达1400公斤,生活在2000米(mǐ)以下(xià)的极地(dì)深(shēn)海当中。是唯一(yī)能(néng)够(gòu)全年(nián)抵御北极寒冷(lěng)水域的鲨鱼(yú)。格(gé)陵兰鲨同(tóng)样有着极低的新陈代谢,捕食(shí)的方式也和巨型鱿(yóu)鱼相似,它们(men)善于采取以静制动的方式(shì),坐等食物自己(jǐ)上门,如果没有活(huó)的,它们也(yě)会吃掉能够找到的任何动物尸体。

格陵兰鲨还是世界(jiè)上最长寿的脊椎动物,在它们的(de)眼睛(jīng)里(lǐ)有一些蛋白质,在它们(men)出生之前(qián)就已经形成了,这些蛋白质不会随着年龄的(de)增加而降解。所以(yǐ)科学家通过对其进行碳定年(nián)法,估(gū)计它们的平均寿命至少(shǎo)为272岁(suì)。一些(xiē)心(xīn)情舒畅(chàng)、心情安逸的格陵兰鲨甚至(zhì)可能(néng)会(huì)超(chāo)过(guò)500岁。

我们(men)刚才所聊(liáo)的这些海洋生物都是在4000米(mǐ)以(yǐ)上的海(hǎi)水区域,而当我们(men)穿过深(shēn)海层潜入到更(gèng)深的海底时,一些极端的深海巨(jù)人症的案例(lì)再一(yī)次刷(shuā)新了我们对海洋的认(rèn)知。

在海平面以下4000到6000米(mǐ)的区(qū)域叫做深渊(yuān)层,是海(hǎi)洋中最宽广(guǎng)的地带,总面积超过3亿(yì)平方公(gōng)里,占地球表面(miàn)积(jī)的(de)60%。6000米以下的深海是超深渊(yuān)层,也叫哈达(dá)尔区域,它一般存在于狭(xiá)长的(de)V型(xíng)海底峡谷(gǔ)深处。地球上(shàng)目前(qián)已(yǐ)经确定的哈达(dá)尔(ěr)栖息地46个,最深的一(yī)处是形成于6000万年前的马里亚纳海沟。哈达尔区域处在绝对的黑暗当中,水温在1到4摄(shè)氏度之间(jiān),压力是地(dì)面上的1100倍以上。

在这里,海洋生(shēng)命(mìng)的基础(chǔ)“海(hǎi)洋雪(xuě)”几乎(hū)不会再流淌下(xià)来,理论上不(bù)会有生命(mìng)出现在这样的极端环(huán)境当中。但是,当人(rén)类(lèi)到达这(zhè)里时,发现很(hěn)多(duō)的片脚(jiǎo)类生物在海底爬行,而且(qiě)体型巨大。潜水中的端足类生物长度一般在1cm左右,但在这里(lǐ),同(tóng)类物种(zhǒng)的体长能(néng)够达到(dào)34cm,这样的视觉效果相当于你看到了一只(zhǐ)蚊子(zi),比(bǐ)老鼠还(hái)要(yào)大上一圈。

科学家(jiā)还在这里发现了世界上最大的脚角类动物(wù),以及长达50厘米的超(chāo)巨型的等(děng)足(zú)类动物(wù)。这些(xiē)巨大的片脚类和等足类动物(wù)在10000米深的海(hǎi)底默(mò)默无闻地做着清(qīng)道夫的工作,它(tā)们(men)会吃掉任何出现在面(miàn)前的分解物质。

庞(páng)大的体型可以让它(tā)们(men)储存更多的能量和(hé)食物,也可以(yǐ)为干(gàn)饭而长(zhǎng)途跋(bá)涉到更远的距离(lí)。但是在(zài)这样的极端(duān)环境(jìng)之下,这里的食物资源仍然(rán)非(fēi)常(cháng)贫瘠,这些巨大的生物的(de)食物(wù)来源(yuán)依然令(lìng)人费解。后(hòu)来,研究人员在一种(zhǒng)端足类动物的身上发(fā)现(xiàn)了一种独(dú)特的纤维素酶(méi)。

这种纤维素酶有一个神奇(qí)的功效,它(tā)可以(yǐ)分解(jiě)植(zhí)物物质。但(dàn)是生活在(zài)0植物(wù)环境中的(de)端足(zú)类(lèi)动物(wù),理论(lùn)上是不需要这种酶的,海洋(yáng)雪形式的(de)藻类(lèi)也根本无法(fǎ)抵(dǐ)达这里。

但(dàn)科学家测试研究这种独(dú)特的纤维素酶,发现它可以将(jiāng)锯末或者是木浆直(zhí)接转化(huà)为葡萄糖。而且环(huán)境的压力越大(dà),这种酶的活(huó)性(xìng)就越大,消化纤维(wéi)素的速度(dù)也就会(huì)越(yuè)快(kuài)。

另外,在万(wàn)米(mǐ)的海底(dǐ)这种超高压(yā)低温的环境(jìng)当中,海水(shuǐ)会(huì)变得更加(jiā)粘稠,较大(dà)的体态可能(néng)会让(ràng)这些反正切函数的导数推导过程,反正弦函数的导数深(shēn)海无脊(jí)椎(chuí)动(dòng)物在呼吸上(shàng)具有更大的(de)优势,更好地克服(fú)水中较大的黏性力,这可能是(shì)它(tā)们进化成巨(jù)大体态的另一个(gè)原因。而在对这些海(hǎi)底生物(wù)的研究(jiū)当(dāng)中,人类得(dé)到了更为震(zhèn)惊的发现。

广州地球化(huà)学研究(jiū)所曾在10000米水深的(de)钩虾体内发现了C14的信号。让人(rén)感到遗憾的是,这些C14的信号竟然来自人(rén)为的核爆。

科学家还在马里亚纳海沟的(de)深(shēn)处检测到了塑料垃圾。尽管(guǎn)现在(zài)的浩瀚海洋广(guǎng)阔,生态(tài)资源丰富,但其中很多区域的生(shēng)态(tài)系(xì)统是非(fēi)常(cháng)脆弱的,许(xǔ)多的海洋生物已经濒临(lín)灭绝(jué)的边缘(yuán),甚至很多(duō)的(de)物种在人类发(fā)现(xiàn)之前,它们可能就(jiù)已经灭绝了(le)。从1950年到现在(zài),人类(lèi)所制造的塑料垃(lā)圾已经超(chāo)过了100亿吨,平(píng)均每(měi)年都有超过3000万吨的塑(sù)料废弃(qì)物排入到海洋当(dāng)中。

环境污(wū)染、过度捕捞(lāo)、深(shēn)海采矿、气(qì)候的变(biàn)化(huà)所导(dǎo)致的海洋化学变化都是对海洋生态(tài)系统的严重威胁,所以保护环境人(rén)人有责(zé)。

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