أسباب عيش الأسماك في المياه المتجمدة دون أن تتجمد

تعيش الأسماك في المياه المتجمدة دون أن تتجمد:
لأن عند تكون الجليد يطفو فوق سطح الماء وذلك لأن كثافته أقل من كثافة الماء.

ويبقي الماء أسفله سائلاً عند أربع (4) ساعات وهي درجة كافية لاستمرار حياة الكائنات الحية في مياه البحار والمحيطات.

في شهور الشتاء الباردة، تتجمد البحيرات والأنهار على الجليد.
ومع ذلك، تتمكن الأسماك والحيوانات المائية الأخرى من البقاء على قيد الحياة.

الحيوانات مثل الفقمة والبطريق والفظ ومجموعة واسعة من الطيور البحرية كلها أكلة السمك.
إنها تعيش في الدائرة القطبية الشمالية وأنتاركتيكا، وسط الجليد. الأرض مجمدة بالكامل.

ومع ذلك تمكنت هذه الحيوانات من العيش في هذه المنطقة.
كيف تفعل ذلك؟

تدعم المياه الجليدية في المحيط المتجمد الشمالي والقطبي الجنوبي قدرًا كبيرًا من الحياة البحرية.
ظلت الحياة لملايين السنين دون تغيير، مما يجعل من الممكن لهذه الحيوانات أن تتكيف مع هذه الأنماط المعينة من الوجود.

لكنها تحصل على بعض المساعدة من الطبيعة.
تحتوي جميع السوائل على نقطة غليان ونقطة تجمد.

عندما يغلي الماء عند درجة حرارة معينة يتحول إلى بخار.
عندما يبرد إلى درجة حرارة معينة يتجمد ويتحول إلى جليد.

يغلي الماء عند 100 درجة مئوية (100 درجة مئوية) ويتجمد عند 0 درجة مئوية.
عندما تنخفض درجة الحرارة الخارجية عن نقطة تجمد الماء، تتجمد البحيرات والأنهار.

ومع ذلك، فإن الطبقة العليا من البحيرة أو النهر تتجمد فقط.
تحت الطبقة العلوية المجمدة، يبقى الماء في شكله السائل ولا يتجمد.

أيضا، يتم حجز الأكسجين تحت طبقة الجليد.
ونتيجة لذلك، تجد الأسماك والحيوانات المائية الأخرى أنه من الممكن العيش بشكل مريح في البحيرات والبرك المجمدة.

ولكن لماذا لا يتجمد الجسم بأكمله، مثل مكعب ثلج عملاق بحجم البحيرة؟
بشكل عام، يتم توسيع جميع السوائل عند التسخين، ولكن الماء هو استثناء لهذه القاعدة.

إذا تم تسخين الماء، ينخفض ​​حجمه تدريجيًا. (يستمر هذا الانخفاض في الحجم حتى ترتفع درجة الحرارة إلى 4 درجات مئوية).

وعند درجات الحرارة التي تزيد عن 4 درجات مئوية، يبدأ الماء في التوسع. ثم تستمر في التوسع مع الارتفاع الإضافي في درجة الحرارة، حتى تتحول في النهاية إلى 100 درجة مئوية إلى بخار.

وبعبارة أخرى، عند 4 درجات مئوية، يكون للماء أقل حجم (يشغل أقل مساحة) وكثافة قصوى (في أثقلها).

هذا التمدد غير المنتظم للماء يسمى التمدد الشاذ.
يلعب هذا التوسع الشاذ دورًا مهمًا من خلال تجميد الطبقة العليا فقط في البحيرات والأنهار.

خلال أشهر الشتاء في البلدان الأكثر برودة، تكون درجة الحرارة الخارجية أو الجوية منخفضة للغاية - تنخفض إلى ما دون التجمد - وتبدأ الطبقات العليا من المياه في البحيرات والبرك بالتبريد.

عندما تنخفض درجة حرارة الطبقات السطحية إلى 4 درجات مئوية، يكتسب الجسم المائي أقصى كثافة ويغرق.
يؤدي الماء الذي يغرق إلى أسفل إلى إزاحة الماء من أسفل، وترتفع الطبقات السفلية من الماء في وقت واحد.

يتم تبريد هذا أيضًا إلى 4 درجات مئوية ويغرق مرة أخرى لأسفل.
عندما تنخفض درجة حرارة الجسم المائي أخيرًا إلى أقل من 4 درجات مئوية، تنخفض كثافة الماء أو ثقله ونتيجة لذلك لا تغرق المياه.

تتجمد المياه السطحية أخيرًا عند درجة حرارة 0 درجة مئوية بينما يظل الجزء السفلي عند درجة حرارة 4 درجات مئوية.
تطفو طبقة الجليد المجمدة الخفيفة في الأعلى.

الثلج لا يسمح للحرارة بالمرور بسهولة، لذا فإن تجميد المياه الموجودة في الأسفل عملية بطيئة جدًا.
على أعماق أقل من 30 مترًا، تكون درجات الحرارة باردة ومستقرة، ولكن الطعام نادر.

ونتيجة لذلك، تكيفت الحيوانات مع هذا الوضع من خلال النمو البطيء.
هناك أخطار أخرى تواجه الأسماك في المياه المتجمدة مثل الموت.

يمكن أن يتجمد سائل جسم السمكة العادية إذا انخفضت درجة حرارة المياه المحيطة إلى أقل من -5 درجة مئوية.
لذا فقد تكيفت أسماك القطب الشمالي وأنتاركتيكا مع محيطها بطريقة مثيرة للاهتمام.

بعض أنواع سمك القد والأسماك المفلطحة والأسماك القطبية لديها معدل أيض منخفض وتنتج جزيئات مضادة للتجمد تسمى بروتين سكري لتقليل درجة التجمد في سوائل أجسامها.

يمكن للمرء أن ينظر إليها على أنها النسخة المريبة من الدببة السبات، وهو تكتيك للبقاء شهد أن هؤلاء الأصدقاء أصحاب الزعانف يتجاوزون العديد من المخلوقات الأخرى على الأرض.