深海生物为什么可以承受如此大的压强？
一、细胞水平的适应：
细胞膜的流动性调节：
脂肪酸组成改变： 深海生物的细胞膜对压力非常敏感。在高压下，细胞膜的脂质双分子层会变得更加紧凑和不流动，这会影响膜蛋白的功能和物质的跨膜运输。为了维持膜的正常流动性，深海生物的细胞膜中含有更高比例的不饱和脂肪酸（如单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸）和短链脂肪酸。这些脂肪酸的“弯曲”结构和较短的碳链，使得脂质分子之间难以紧密堆积，从而增加了膜的流动性，即使在高压下也能维持适宜的流动状态。
胆固醇含量的变化： 与陆地生物不同，许多深海生物的细胞膜中胆固醇含量相对较低。胆固醇通常会降低膜的流动性，因此减少胆固醇含量有助于在高压下维持细胞膜的柔韧性。
维持细胞内渗透压的平衡：
积累低分子量有机溶质（兼容性溶质）： 深海生物面临内外压差导致水分流失的风险。为了维持细胞的膨压和渗透压平衡，它们会在细胞内积累大量的低分子量有机溶质，例如甜菜碱（betaine）、三甲胺N氧化物（TMAO）、肌醇（inositol）、甘油（glycerol）等。这些物质被称为“兼容性溶质”，因为它们在高浓度下不会干扰细胞内关键生化反应（如酶活性）的正常进行。TMAO尤其重要，它已被证明可以稳定蛋白质结构，对抗高压引起的蛋白质变性。
利用细胞骨架维持形态： 尽管深海生物内部的液体（如细胞质）在生理条件下几乎不可压缩，但细胞骨架（如微管和微丝）仍然在维持细胞的形状和抵抗外部压力方面发挥作用。它们可以提供结构支撑，防止细胞在巨大压力下被压扁。
二、蛋白质水平的适应：
蛋白质结构的稳定性：
疏水核心的加强： 蛋白质的功能依赖于其三维结构。高压会影响蛋白质内部的氢键和疏水相互作用，可能导致蛋白质折叠错误或变性。深海生物的蛋白质通常在疏水核心区域具有更强的疏水性相互作用，这使得它们在面对外部压力时更不易解折叠。
氨基酸序列的改变： 进化会选择那些能够更好地抵抗压力的蛋白质序列。例如，某些研究发现深海鱼类和海洋无脊椎动物的蛋白质中，可能倾向于使用对压力更具弹性的氨基酸（如脯氨酸），并可能在蛋白质表面增加带电氨基酸，以增强水合作用，帮助稳定蛋白质。
分子伴侣（Chaperones）的作用： 深海生物体内可能存在更丰富的分子伴侣蛋白。这些伴侣蛋白能够帮助新合成或已部分变性的蛋白质正确折叠，防止它们聚集，从而确保蛋白质在压力环境下的功能。
酶活性的维持：
最佳压力范围的适应： 许多深海生物的酶在生理压力范围内具有最高的活性。这意味着它们已经进化出了一种“最佳压力点”，在这个压力下，它们的酶活性最高，生化反应效率最高。
TMAO 等兼容性溶质的辅助： 如前所述，TMAO 等兼容性溶质不仅有助于稳定蛋白质整体结构，还能在一定程度上抵消高压对酶活性位点构象的影响，从而维持酶的催化效率。
三、生化反应和代谢的适应：
影响反应速率的因素： 化学反应的速率受温度、浓度、压力等多种因素影响。高压可以改变反应物的局部浓度和过渡态的体积，进而影响反应速率。深海生物的酶促反应系统已经适应了这些压力变化。
维持能量代谢： 深海生物需要在高压和低温（通常伴随高压）环境下维持正常的能量代谢。它们可能通过调整ATP酶的活性、优化线粒体功能等方式，来高效地生产和利用能量。
氧的利用： 深海缺氧是普遍现象，而高压也可能影响气体在体液中的溶解度。深海生物可能进化出对氧更敏感的血红蛋白，或者有更高的血红蛋白浓度，以更有效地捕获和运输氧气。
四、形态和生理的适应：
身体组成： 许多深海生物的身体含水量很高，组织密度较低，这使得它们的整体密度与周围海水非常接近，从而大大减小了身体内部所承受的绝对压力差。它们的身体通常没有大型的空腔（如充满空气的游泳膀胱），因为空气在压力下会急剧压缩，反而会带来巨大的压力差。即使某些鱼类有游泳膀胱，它们也会通过溶解气体而非压缩气体来适应压力。
骨骼结构的韧性： 一些深海鱼类的骨骼可能比浅海鱼类更具韧性或更少钙化，这可能有助于它们在压力下保持结构的完整性。
生物发光： 虽然生物发光并非直接应对压力的机制，但在漆黑的深海环境中，它对于交流、捕食和躲避捕食者至关重要，是深海生物生态适应的一部分。
总结来说，深海生物应对巨大压强的能力是一个多层次、多机制协同作用的结果：
从分子层面： 改变细胞膜成分，积累兼容性溶质稳定蛋白质和细胞结构。
从蛋白质层面： 进化出更稳定、耐压的蛋白质序列，并依赖分子伴侣维护蛋白质功能。
从细胞层面： 维持渗透压平衡，依靠细胞骨架支撑。
从生理层面： 调整身体组成，减少内部空腔，适应压力对气体溶解度的影响。
这些精妙的适应性机制使深海生物能够在极端环境下生存和繁衍，展示了生命惊人的韧性和多样性。科学家们通过研究这些深海生物，不仅能更深入地理解生命的边界，还能从中获得关于材料科学、生物化学等领域的灵感。
网友意见
从海平面开始，深度每增加10米，压强增加一个大气压。全球大洋平均深度4000米，而在这个深度，压强是400atm, 什么感觉呢，大约是一只大象站在你的大拇脚趾头上（此处经评论提示修正）。
前面答案大多提到了体内外压力差相等，但是否这就抵消了深海如此大的压强呢？
海洋学家出海时很爱干这么一件事：拿一个泡沫杯，绑在采样或者探测仪器上，放入深海，取上来以后，会收获一个。。。。。。完美缩小的泡沫杯。
这个杯子放在任何一个深度，内外压强都是相等的，但它进过高压的洗礼，还是 一夜回到解放前。所以在压强面前，只要有固体形态，有压缩性，都会或多或少受到影响。对于生物体来说，高压强最直接的作用是减少分子的体积而导致的机体结构变化。作为一个分子而言，这压强是十足的作用在其身上的。生物体都是由一个个分子构成的，其主要构成单位蛋白质，以及各种脂膜的结构和功能都相应的发生了一些变化，以适应深海的压强。
首先说说蛋白质。既然压强的直接作用是导致体积的变化，深海生物蛋白质的适应也是体现在体积变化。蛋白质不是刚性结构，意味着它可以通过三级或四级结构转化而进行『构象变换』。 此外，蛋白质亚单位组合，辅因子和酶的相互作用，催化反应，都伴随着蛋白质的结构/体积变化。深海生物的适应进化便是减少这种体积变化。（粗暴的可以这么理解：你不是要缩小我的体积（变化）吗，我提前自己变到最小，你能拿我怎么办。）然而这种变化不是没有代价的，蛋白质的结构与其功能是息息相关的。所以通常情况下，深海生物的蛋白酶催化效率要远小于同种类的浅海酶。
再来看生物膜。生物膜的主要成分是脂类，其压缩性是大于水的，所以在高压强下，也会发生一系列的结构变化。前面
@苏澄宇已经提到了细胞膜的流动性变化。膜中的脂类为适应环境条件而调整其流动性的机制叫均黏调试（Homeoviscous Adaptation)。此机制在高压和低温下有相同的反应。压强升高或者温度降低都会降低膜的流动性。大约深度每增加100米的作用和温度降低0.13-0.21摄氏度相同。深海生物为了抵抗这种作用，进化出了一些机制来增加膜的流动性，以保障正常的生理需要。
膜的主要结构是两层磷脂夹杂着一些蛋白质
磷脂的排列结构决定了膜的流动性
如上图所示，两条烃基链分的越开，膜的流动性越强。所以深海生物的适应就旨在保持磷脂分子抬头挺胸圆规腿，而且可以尽可能的保持这种形态。主要的途径有两种：
1. PE (Phosphatidylethanolamine) 和PC(Phosphatidylcholine) 是两种不同的磷脂分子，其最大的区别，你们也看见了，一个小头，一个大头，其带来的结构变化也是一目了然。所以多使用PE，就是深海生物的一种进化适应。
2. 接下来要谈的就是大家都熟悉的饱和和不饱和脂肪酸。
饱和和不饱和脂肪酸差别就在烃基上的那个双键。双键就意味着平面结构（想象一下大闸蟹），导致拐腿那个姿态就变不了了。所以不饱和键的存在，增加了膜的流动性。
之前提到低温和高压对膜的适应进化有相似的作用，而全球大洋平均温度是4摄氏度，这也就是为什么海洋生物（深海以及冷水）多富含不饱和脂肪酸。
总的来说，深海生物对抗高压的方法就是减小自身的压缩性，从而把压强的作用减到最小。
答完请阅。
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