direita|miniaturadaimagem|250x250px|Peixe-diabo negro A fauna abissal consiste em animais que vivem na escuridão abaixo das águas superficiais iluminadas pelo sol, ou seja, abaixo da zona eufótica do mar. O peixe-lanterna é, de longe, o peixe abissal mais comum. Outros animais abissais incluem o Anomalopidae, o tubarão-charuto, o peixe-cofre, os lofiiformes, o peixe-víbora e algumas espécies de enguia.
Apenas cerca de 2% das espécies marinhas conhecidas habitam o ambiente pelágico. Isso significa que elas vivem na coluna d'água, ao contrário dos organismos bentônicos que vivem no fundo do mar. Os organismos abissais habitam geralmente as zonas batipelágicas (1.000 a 4.000 m de profundidade) e abissopelágicas (4.000 a 6.000 m de profundidade). Entretanto, as características dos organismos abissais, como a bioluminescência, também podem ser vistas na zona mesopelágica (200-1000 m de profundidade). A zona mesopelágica é a zona disfótica, o que significa que a luz é mínima, mas ainda mensurável. A camada mínima de oxigênio existe em algum lugar entre 700 m e 1.000 m de profundidade, dependendo do local do oceano. Essa área também é onde os nutrientes são mais abundantes. As zonas batipelágica e abissopelágica são afóticas, o que significa que nenhuma luz penetra nessa área do oceano. Essas zonas constituem cerca de 75% do espaço oceânico habitável.
A zona epipelágica (0-200 m) é a área em que a luz penetra na água e ocorre a fotossíntese. Também é conhecida como zona fótica. Como ela normalmente se estende por apenas algumas centenas de metros abaixo da água, o mar profundo, cerca de 90% do volume do oceano, está na escuridão. O mar profundo também é um ambiente extremamente hostil, com temperaturas que raramente excedem 3 °C e chegam a -1,8 °C (com exceção dos ecossistemas de fontes hidrotermais que podem exceder 350 °C), baixos níveis de oxigênio e pressões entre 20 e 1000 atm.
Evolução Os primeiros registros conhecidos de fauna abissal são icnofósseis de comportamento de alimentação e natação atribuídos a neoteleostes não identificados (referentes aos icnogêneros Piscichnus e Undichna), do Xisto Palombini do Cretáceo Inferior (130 milhões de anos) da Itália, que se acredita ter sido depositado na planície abissal do antigo Oceano Piemonte-Ligúria. Antes da descoberta desses fósseis, não havia evidências de fauna abissal com mais de 50 milhões de anos no Paleogeno. A origem cretácea da maioria dos peixes de águas profundas modernos foi confirmada por estudos filogenéticos, como os dos peixes aulopiformes, que indicam que muitas linhagens abissais desses grupos se originaram por volta dessa época.
Especula-se que os ecossistemas abissais podem ter sido inóspitos para a vida dos vertebrados antes de um maior fluxo de nutrientes para o oceano durante o Jurássico Superior e o Cretáceo Inferior, após o surgimento das angiospermas na terra, o que levou a um aumento na vida dos invertebrados abissais, permitindo que os peixes, por sua vez, colonizassem esses ecossistemas. No entanto, alguns peixes abissais modernos, como os holocéfalos, são descendentes de linhagens muito mais antigas, o que indica que pode ter ocorrido uma colonização muito anterior de vertebrados nas águas profundas, embora não se conheça nenhuma evidência fóssil desse fato.
Meio ambiente direita|miniaturadaimagem|501x501px|Diagrama em escala das camadas da zona pelágica No fundo do oceano, as águas se estendem muito abaixo da zona epipelágica e abrigam tipos muito diferentes de peixes pelágicos adaptados para viver nessas zonas mais profundas. Em águas profundas, a neve marinha é uma chuva contínua de detritos, em sua maioria orgânicos, que caem das camadas superiores da coluna d'água. Sua origem está em atividades dentro da zona fótica produtiva. A neve marinha inclui plâncton morto ou moribundo, protistas (diatomáceas), matéria fecal, areia, fuligem e outras poeiras inorgânicas. Os "flocos de neve" crescem com o tempo e podem atingir vários centímetros de diâmetro, viajando por semanas antes de chegar ao fundo do oceano. No entanto, a maioria dos componentes orgânicos da neve marinha é consumida por micróbios, zooplâncton e outros animais que se alimentam de filtragem nos primeiros 1.000 m de sua jornada, ou seja, na zona epipelágica. Dessa forma, a neve marinha pode ser considerada a base dos ecossistemas mesopelágicos e bentônicos do fundo do mar: Como a luz do sol não consegue alcançá-los, os organismos do fundo do mar dependem muito da neve marinha como fonte de energia. Como não há luz no mar profundo (afótico), há uma falta de produtores primários. Portanto, a maioria dos organismos no batimelágico depende da neve marinha de regiões mais altas na coluna vertical.
Alguns grupos pelágicos de águas profundas, como as famílias peixe-lanterna, Melamphaidae, Sternoptychinae e Phosichthyidae, às vezes são chamados de pseudoceânicos porque, em vez de terem uma distribuição uniforme em águas abertas, ocorrem em abundâncias significativamente maiores em torno de oásis estruturais, notadamente montes submarinos e encostas continentais. O fenômeno é explicado pela abundância semelhante de espécies de presas que também são atraídas para as estruturas.
A pressão hidrostática aumenta em 1 atm para cada 10 m de profundidade. Os organismos do fundo do mar têm dentro de seus corpos a mesma pressão que é exercida sobre eles do lado de fora, portanto não são esmagados pela pressão extrema. Sua alta pressão interna, no entanto, resulta na redução da fluidez de suas membranas porque as moléculas são comprimidas umas contra as outras. A fluidez nas membranas celulares aumenta a eficiência das funções biológicas, principalmente a produção de proteínas, de modo que os organismos se adaptaram a essa circunstância aumentando a proporção de ácidos graxos insaturados nos lipídios das membranas celulares. Além das diferenças na pressão interna, esses organismos desenvolveram um equilíbrio diferente entre suas reações metabólicas em relação aos organismos que vivem na zona epipelágica. David Wharton, autor de Life at the Limits: Organisms in Extreme Environments, observa que "as reações bioquímicas são acompanhadas por mudanças de volume. Se uma reação resultar em um aumento de volume, ela será inibida pela pressão, ao passo que, se estiver associada a uma diminuição de volume, ela será aumentada". Isso significa que seus processos metabólicos devem, em última instância, diminuir o volume do organismo até certo ponto.
direita|miniaturadaimagem|Os seres humanos raramente encontram tubarões-cobra vivos, portanto, eles representam pouco perigo (embora os cientistas tenham se cortado acidentalmente ao examinar seus dentes). A maioria dos peixes que evoluíram nesse ambiente hostil não é capaz de sobreviver em condições de laboratório, e as tentativas de mantê-los em cativeiro levaram à sua morte. Os organismos abissais contêm espaços cheios de gás (vacúolos). O gás é comprimido sob alta pressão e se expande sob baixa pressão. Por isso, sabe-se que esses organismos podem explodir se vierem à superfície.
Características direita|miniaturadaimagem|Um diagrama anotado das características externas básicas de um Coryphaenoides armatus e medidas de comprimento padrão. direita|miniaturadaimagem|Rhinochimera atlantica direita|miniaturadaimagem|O Gigantactis é um peixe abissal com uma nadadeira dorsal cujo primeiro filamento se tornou muito longo, com uma ponta com uma isca de fotóforo bioluminescente. direita|miniaturadaimagem|Enguia-pelicano direita|miniaturadaimagem|O atum-patudo cruza a zona epipelágica à noite e a zona mesopelágica durante o dia Os animais abissais desenvolveram várias adaptações para sobreviver nessa região. Como muitos desses peixes vivem em regiões onde não há iluminação natural, eles não podem contar apenas com a visão para localizar presas e parceiros e evitar predadores. Estes animais evoluíram adequadamente para a região subfótica extrema em que vivem. Muitos desses organismos são cegos e dependem de seus outros sentidos, como a sensibilidade a mudanças na pressão local e o olfato, para capturar seu alimento e evitar serem capturados. Aqueles que não são cegos têm olhos grandes e sensíveis que podem usar luz bioluminescente. Esses olhos podem ser até 100 vezes mais sensíveis à luz do que os olhos humanos. A rodopsina (Rh1) é uma proteína encontrada nas células bastonetes do olho que ajuda os animais a enxergar com pouca luz. Embora a maioria dos vertebrados geralmente tenha um gene Rh1 de opsina, alguns organismos abissais têm vários genes Rh1, e uma espécie, o Diretmus argenteus, tem 38. Essa proliferação de genes Rh1 pode ajudar os peixes de águas profundas a enxergar nas profundezas do oceano. Além disso, para evitar os predadores, muitas espécies são escuras para se misturar com seu ambiente.
Muitos peixes de águas profundas são bioluminescentes, com olhos extremamente grandes adaptados ao escuro. Os organismos bioluminescentes são capazes de produzir luz biologicamente por meio da agitação de moléculas de luciferina, que então produzem luz. Esse processo deve ser feito na presença de oxigênio. Esses organismos são comuns na região mesopelágica e abaixo dela (200 m e abaixo). Mais de 50% dos peixes abissais, bem como algumas espécies de camarão e lula, são capazes de bioluminescência. Cerca de 80% desses organismos têm fotóforos - órgãos com células glandulares, produtoras de luz, que contêm bactérias luminosas delimitadas por cores escuras. Alguns desses fotóforos contêm lentes, muito parecidas com as dos olhos humanos, que podem intensificar ou diminuir a emanação de luz. A capacidade de produzir luz requer apenas 1% da energia do organismo e tem muitas finalidades: ela é usada para procurar alimentos e atrair presas, como o tamboril, reivindicar território por meio de patrulha, comunicar-se e encontrar um parceiro e distrair ou cegar temporariamente os predadores para poderem escapar. Além disso, no mesopelágico, onde ainda há penetração de luz, alguns organismos se camuflam dos predadores abaixo deles iluminando suas barrigas de modo a combinar com a cor e a intensidade da luz de cima para que não haja sombra. Essa tática é conhecida como contra-iluminação.
O ciclo de vida da fauna abissal pode ser exclusivamente em grandes profundidades, embora algumas espécies nasçam em águas mais rasas e desçam ao amadurecer. Independentemente da profundidade em que os ovos e as larvas residem, eles são tipicamente pelágicos. Esse estilo de vida planctônico - à deriva - requer flutuabilidade neutra. Para manter isso, os ovos e as larvas geralmente contêm gotículas de óleo em seu plasma. Quando esses organismos estão em seu estado totalmente maduro, eles precisam de outras adaptações para manter suas posições na coluna d'água. Em geral, a densidade da água causa empuxo - o aspecto da flutuabilidade que faz com que os organismos flutuem. Para neutralizar isso, a densidade de um organismo deve ser maior do que a da água circundante. A maioria dos tecidos animais é mais densa do que a água, portanto, eles precisam encontrar um equilíbrio que os faça flutuar. Muitos organismos desenvolvem bexigas natatórias (cavidades de gás) para se manterem flutuando, mas devido à alta pressão de seu ambiente, os peixes de águas profundas geralmente não têm esse órgão. Em vez disso, eles apresentam estruturas semelhantes a hidrofólios para proporcionar sustentação hidrodinâmica. Descobriu-se também que, quanto mais fundo o peixe vive, mais gelatinosa é sua carne e menor é sua estrutura óssea. A densidade do tecido é reduzida por meio do alto teor de gordura, da redução do peso do esqueleto - realizada por meio de reduções de tamanho, espessura e conteúdo mineral - e do acúmulo de água, o que os torna mais lentos e menos ágeis do que os peixes de superfície.