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沒有濃密的皮毛,也沒有厚厚的脂肪,南極的魚為什麼不怕凍?

簡介不過只是些許降低冰點是不夠的,因為0攝氏度只是南極大陸架附近海域的平均溫度,在一些海域,海水的溫度會更低,而以南極鱈魚為代表的魚類甚至會遊弋於南緯80度以南的地區,而這些海域寒冷的海水有時會導致魚兒血液產生細小的冰晶

為什麼凍魚不凍

沒有濃密的皮毛,也沒有厚厚的脂肪,南極的魚為什麼不怕凍?

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南極是地球上一塊獨特的區域,它的獨特性就在於它的冷,在這裡,無論是陸地,還是海洋,都是異常的寒冷。

南極大陸是一塊獨立的大陸,它不與其它任何一塊大陸相連,只是獨自矗立在地球的南極,而南大洋也是一片孤立的海洋,使其孤立的就是“南極繞極流”。什麼是南極繞極流呢?受南極海域海水密度差異的影響,在南大洋外圍形成了一股自西向東的地轉流,此外受西風帶影響,在南緯35度到65度之間又形成了西風漂流,於是地轉流和西風漂流就合成了南極繞極流。南極繞極流自西向東橫貫太平洋、大西洋和印度洋,徹底阻斷了南極海域和其他海域的熱量交流,於是南大洋就成為了一片寒冷而孤立的海域。

沒有濃密的皮毛,也沒有厚厚的脂肪,南極的魚為什麼不怕凍?

南極雖然寒冷而孤立,但這裡並不是一片死寂,在這裡生活著很多極地動物,比如帝企鵝、海豹以及南極狼。

從外觀上一眼就可以看出南極動物與其它地區動物的區別,它們要麼擁有濃密的皮毛,要麼擁有厚厚的脂肪,又或者是二者兼得,而這一切都是為了禦寒,是啊,在零下幾十度的寒風中生活,要是沒有保暖裝備是絕對不行的。南極陸地上有動物並不稀奇,但令人感到詫異的是,南極海域中竟然還有魚。有什麼稀奇的?當然很稀奇,在南極大陸架周圍,海水的溫度常年維持在0攝氏度以下,而魚既沒有濃密的皮毛,也沒有厚厚的脂肪,它們是怎麼禦寒的呢?

沒有濃密的皮毛,也沒有厚厚的脂肪,南極的魚為什麼不怕凍?

南極的魚會不會天生都具有頑強的意志力,強大到足以用精神力量抵禦嚴寒?這恐怕很難做到,因為魚並不是恆溫動物,而是變溫動物。

什麼是變溫動物呢?就是體溫會隨著環境溫度的改變而改變。人是恆溫動物,所以即使在數九寒冬脫光了衣服站在外面凍得瑟瑟發動,我們的體溫仍然可以維持在36到37攝氏度之間,但變溫動物就不同了,環境溫度是多少,它們的體溫就是多少,對魚而言,南極海魚的海水溫度是多少,這些魚的體溫就是多少。由於魚是變溫動物,這就決定了它們根本不可能生活在南極這樣寒冷的水域之中。為什麼呢?因為它們的體液會凍住。

沒有濃密的皮毛,也沒有厚厚的脂肪,南極的魚為什麼不怕凍?

南極大陸架周圍的海水溫度常年都維持在0攝氏度以下,而魚類血液的冰點大概在-1攝氏度左右,也就是說在南極海域生活的魚類必然要面對一個問題,那就是血液結冰,而動物的血液中出現冰晶,這對於任何動物而言都是致命的,可是南極的魚類卻安然無恙,是不是有些不可思議?

世間並無奇蹟,一切自有原因,南極魚類不怕凍的秘密就隱藏在它們的血液之中。在南極魚類的血液之中存在著一種被稱為“糖肌”的物質,這種東西有點類似於防凍劑,所以科學家們又將其稱之為“抗凍蛋白質”。那麼這種抗凍蛋白質到底是如何發揮抗凍作用的呢?

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這種叫做“糖肌”的抗凍蛋白質本質上是一種高分子代表值,能夠與水產生相互作用,從而降低水溶液的冰點,但同時又幾乎對於熔點沒有影響,這就使得水溶液的熔點和冰點之間出現了差值,所以能夠有效阻止溶液中冰晶的形成,說白了就是讓魚兒的血液很難產生冰晶,更不會被凍住。

不過只是些許降低冰點是不夠的,因為0攝氏度只是南極大陸架附近海域的平均溫度,在一些海域,海水的溫度會更低,而以南極鱈魚為代表的魚類甚至會遊弋於南緯80度以南的地區,而這些海域寒冷的海水有時會導致魚兒血液產生細小的冰晶。

沒有濃密的皮毛,也沒有厚厚的脂肪,南極的魚為什麼不怕凍?

細小冰晶的出現並不要緊,因為糖肌還有著另一重作用,那就是冰重結晶抑制。

在熱力學上,較大冰晶的形成總是以犧牲較小的冰晶為代價,而當細小的冰晶在血液中形成後,這種抗凍蛋白質會把冰晶的開放面黏住,這就使得它們無法擴張、融化並重新結晶。血液中出現些許細小的冰晶並不會威脅到魚兒的健康和生命安全,真正會損傷組織細胞的是那些較大的冰晶,而糖肌很好的阻止了較大冰晶的形成,這就是冰重結晶抑制。科學家們在發現了南極魚類不怕凍的秘密之後,便將這種抗凍蛋白質應用到了生命科學、食品等諸多領域之中,比如人類精子以及食品的冷凍儲存,當然,由於現階段生產成本相對高昂,所以相關產品的應用範圍還十分有限。

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