冰虫是什么1
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冰虫是分布在寒冷冰川中的一种环节动物 。冰虫,世界上唯一冻不死的生物,是唯一一种已知的在冰中生活的动物 。没有翅膀,有用于咀嚼的口器 。在夜间很活跃,晚上会爬到雪地上,吃被冻僵的其他昆虫 。终年生活在冰雪中,其生存机理仍然不十分明确 。因冰虫的奇特生态环境,对于研究寒冷状态下的生命活动有重要意义 。冰虫研究正获得越来越多的关注 。
冰虫为何能在寒冷环境中茁壮成长?2撰文:DOUGLAS MAIN
冰川冰虫能在冰冷的环境中茁壮成长,还展现出其他一些神秘特征,但其栖息地正在消失,因此成为了亟待研究的课题 。
华盛顿雷尼尔山南侧的天堂冰川( Paradise Glacier),冰虫覆盖了冰川表面 。这些动物能在0°C的条件下茁壮成长,是科学界一大“悖论” 。摄影: SCOTT HOTALING
乍一看,冰川好似一个没有生命的物体 。但它并不像看上去那样贫瘠,这里生活着许多微小生物,它们构成了一个繁荣的寒冷生态系统 。
【冰虫是什么样子的 冰虫是什么】在北美洲西部,冰虫是最常见的耐寒生物 。它们长约1厘米,细如牙线,遍布太平洋西北地区、不列颠哥伦比亚省和阿拉斯加的冰川 。夏季的下午和晚上,大量的黑色小虫活跃起来,它们以藻类、微生物和冰川表面的其他碎屑为食 。黎明时分,它们再度钻回冰层——在冬季,消失在冰封深处 。
这些虫子是蚯蚓的远亲,能够在寒冷的冰层中蓬勃生长 。这种能力对大多数生物来说都是极为罕见的,特别是像冰虫这样没有任何保温措施的冷血动物 。那么,冰虫是如何做到的呢?科学家们已经发现了一些端倪,他们指出,理解这些生物学上的奇怪现象非常重要,也非常紧迫 。
罗格斯大学的研究员Daniel Shain25年来一直致力于冰虫的研究,他表示,了解这些动物如何忍受极端环境,可以帮助我们了解地球及地外生命的极限 。
但是随着冰川的消失,冰虫也在消失 。“我们希望在冰虫消失之前尽可能多地了解它们,”宾夕法尼亚州哈弗福德学院的生物学家Shirley Lang说道 。如果冰川继续以目前的速度融化,“它们总有一天会消失 。”
冰虫之谜
生物学定律表明,随着温度的下降,身体反应会变慢,能量水平也会下降 。温血动物必须消耗能量以保持相对恒定的温度,而冷血动物在太冷的时候会变得迟钝甚至休眠 。但冰虫不会 。
“它们的能量水平在变冷时上升,” Shain说道 。“而这是一个悖论 。”
Shain和Lang在近几年发表的一系列论文中解释了其中的原因 。这一切都与一种叫做ATP(三磷酸腺苷的简称)的特殊分子有关 。ATP在细胞中充当能量货币,为身体内的大多数反应提供动力 。它由ATP合成酶催化形成,这种酶在所有已知的生物体中几乎都相同 。ATP的工作效率接近100%,这在自然界以外的任何发明中都是闻所未闻的 。生物化学家对它充满敬畏 。“这是一台非凡的机器,”Shain 说道 。
但冰虫的ATP有一个助力系统,其体内控制ATP合成酶形成的DNA中有一个额外的片段 。这种改变似乎有助于加速ATP的产生 。“它就像一个涡轮,”Shain说道 。
Shain说,很难解释这种进化,一种可能是冰虫偷走了高海拔真菌中发现的一大串遗传物质 。如果事实的确如此,那这种基因盗取就非同寻常了,因为被盗的DNA通常不会进入产生ATP的线粒体 。
除了基因的加成,冰虫还有一个特殊的细胞“恒温器”,允许ATP在寒冷时产生 。这两种变化结合在一起,使得冰虫细胞内的ATP浓度比大多数生物要高得多,这有助于解释它们如何在寒冷的环境中维持能量水平 。
Lang计划探索另一种解释其高能量水平的理论 。冰虫富含黑色素,其大脑、肠道和肌肉中均有存在 。黑色素是一种有助于保护人类皮肤免受紫外线辐射的色素 。一些研究表明,在某些情况下,黑色素可能能够从太阳辐射中获取能量,Lang怀疑冰虫的耐寒性也与此有关 。她希望能验证这个想法 。
这种动物只生活在沿海冰川,世界其他地方都找不到,中国**发现过另一个类似的物种 。我们对它几乎一无所知 。虽然冰虫在0°C环境下生命力很强,但如果温度远低于冰点,那它们也无法忍受 。
捕食者和猎物
除了难以置信的能量特征,冰虫也是我们知之甚少的生态系统的一部分 。华盛顿州立大学的生物学家Scott Hotaling解释说,它们与轮虫类、缓步动物、藻类、真菌和其他微生物共存,还能作为鸟类的食物 。
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