昆虫在进化过程中产生了各种防冰冻物质

黑脉金斑蝶,又称帝王蝶,是北美大陆常见蝴蝶。它是地球上唯一的迁徙性蝴蝶。

数十年前。现在在伊利诺伊大学的亚瑟·迪夫利(Arthur DeVries)和他的同事在南极鱼类的血浆里第一次发现了动物防冻剂。南极洲周边的海洋非常寒冷,约为零下1.7℃,因为海水的咸度使其在淡水冰点以下几度仍保持液体状态。但海水里漂浮的大量冰晶粒子对那里的鱼来说是一种危险,如果这些冰晶粒子被鱼吞入,会在肠道里形成冰晶,然后,“砰”地一声,海面上就会出现许多冻鱼条。要防止这种情况发生,除非鱼的体内能有什么东西来遏止冰晶的膨胀。
 
这时候鱼类的防冻蛋白在起作用。属于南极鱼(Notothenioidei)科的大约有120种鱼,这些鱼的组织和血液内充满了防冻剂。它们的防冻剂是一种蛋白质,这些蛋白质有一个不同寻常的重复结构,可以与冰晶结合。这样,能把冰晶膨胀的最低温度降低到约零下2.2℃。这比南极洋的最低温度只是稍低点,但与一般鱼类(血浆中不含抗冻剂的鱼类)血浆的冰点要低整整2℃。这一保护上的小小的差距产生了深远的影响,使含防冻剂的鱼类现在在南极水域中占主导地位。
 
一些动物如雪跳蚤即使在冬季仍很活跃,当温度降至零下7℃时,仍可发现在雪堆上有雪跳蚤在蹦蹦跳跳。这些小虫子其实不是真正的跳蚤,它们是跃尾虫的一种,是一种原始的无翅昆虫,能够利用尾巴跳跃很长的距离。加拿大女王大学(Queen’s University)的劳里·格雷厄姆和彼得·戴维斯两位教授从雪跳蚤中分离出防冻蛋白,并发现它们也有一个简单的重复结构,可以与冰晶结合,防止冰晶膨胀。





上一篇 下一篇