南极的鱼能在冰天雪地中健康成长因为体内有啥南极的鱼为什么能在冰天雪地成长

来源：最后更新：22-07-21 10:13:14

导读：含有抗冻蛋白质。银鱼、南极鳕鱼等多种生物都会制造抗冻蛋白质来帮助它们在冰水中生存。按理来说，它们体液

导语：南极是时节最寒冷的地方，但即便天气寒冷，仍有很多生物在这里生长。例如，我们熟知的企鹅，此外还有鱼等。相信很多人都比较好奇：南极的鱼能在冰天雪地中健康成长因为体内有啥？到底南极的鱼为什么能在冰天雪地成长呢？下面我们一起来了解。dp4宝宝百科网

南极的鱼能在冰天雪地中健康成长因为体内有啥dp4宝宝百科网

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南极的鱼为何能存活dp4宝宝百科网

含有抗冻蛋白质。银鱼、南极鳕鱼等多种生物都会制造抗冻蛋白质来帮助它们在冰水中生存。按理来说，它们体液中会形成冰晶，使脆弱的细胞膜和细胞组织破裂，然而，抗冻蛋白质会依附于冰晶的表面，起到阻遏冰晶的作用。dp4宝宝百科网

一般而言，鱼作为一种变温动物，它们的体温会随着水温的改变而改变，变得和水温一样，以此来适应周围的环境。鱼类生理学的研究结果表明，一般鱼类血液的冰点是－1℃左右。也就是说，如果温度到－1℃以下，鱼就会被冻成“冰棒”。而南极海水的温度常年低于这个冰点温度，普通的鱼儿是无法在这里生存的。dp4宝宝百科网

可是科学家发现，南极的鱼不仅没有被冻成冰块，还若无其事地游来游去，繁衍生息。那为什么这里的鱼不怕冻呢？dp4宝宝百科网

以世界上最不怕冷的南极鳕鱼为例。南极鳕鱼体形较粗、较胖，表皮是一种自然的带有黑褐色斑点的银灰色。它主要生活在南极附近比较寒冷的海域之中，甚至在位于南纬82°的罗斯冰架附近都有可以找到它们。dp4宝宝百科网

科学家通过研究发现，与其他地区的鱼相比，生活在南极的鱼血液中有一种特殊的成分——糖肌，以它为主要成分的一种特殊的化学物质可以帮助这些鱼面对寒冷。科学家把这种东西叫作抗冻蛋白质（Antifreeze Proteins），这种抗冻蛋白质是一种高分子蛋白质，能与冰或水相互作用，降低水结冰的温度。除此之外，还能随着海水温度的变化而自动调节。夏天，抗冻蛋白停止产生，直到冬天才继续发挥“魔力”。dp4宝宝百科网

抗冻蛋白有两种主要功能：dp4宝宝百科网

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冰天雪地中的鱼dp4宝宝百科网

第一是热滞活性(the rmalhysteresis activity，THA)，抗冻蛋白以非依数性形式降低水溶液的冰点而对其熔点(melting point， MP)影响甚微，从而导致水溶液的熔点(MP)和冰点(freezing point，FP)之间出现差值。即它可以改变冰鱼的体内环境，降低血液的冰点，阻止冰晶的形成。dp4宝宝百科网

第二是冰重结晶抑制(ice recrystallization inhibition，IRI)，冰重结晶(IR)解释了一个热力学上有利的过程，其中较大的冰晶的形成以牺牲较小的冰晶为代价，较大的冰晶对于冷冻保存的细胞以及栖息在极地或寒冷地区的生物体可能是致命的，而抗冻蛋白可以在非常低的浓度下抑制冰重结晶。也就是说，如果真的形成了冰晶，抗冻蛋白会把冰晶的开放面直接黏住。这是一种直接干涉，从物理层面干预了冰晶的变化，使得它们无法轻易地扩张、融化或者重新冻结。这样就保障了安全的体内环境，让冰晶数量变得很少，而且很稳定。dp4宝宝百科网

南极鱼身上的这种蛋白质使得它们可以在零度以下的水域维持非结冰的状态。也就是靠这种“天赋”，南极鱼才能在冰冷的海水里自由游弋。dp4宝宝百科网

南极的鱼生存奥秘：dp4宝宝百科网

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南极的鱼dp4宝宝百科网

在与罗斯海相对的南极大陆的麦克默多海峡，长年水温从海面直到水下的几百米，都在零下1.9℃左右，而栖居在这种环境中的某些鱼类，血液的冰点却在零下2．0℃到零下2．1℃之间，由于血液的冰点比海水的冰点要低一些，所以它们在低温下生活，才不致被冻死。dp4宝宝百科网

与栖息在冰海中的鱼类不同的是，栖息在温带的鱼类，它们血液的冰点却只有－0．8℃左右，这些鱼类，就无论如何都不能在酷寒的海水环境中生存了。温度鱼类的血液冰点下降，主要由存在于血液中的低分子物质，尤其是氯化钠（NaCI）在起作用。于是自然会让人联想到，是否生活在冰海里的鱼类的血液中，含有更多的盐类。就目前人类所知，氯化钠等盐类对生活在南极海域鱼类血液冰点下降所起的作用，还不到70%，这就使人想到，那一定是有另外的物质在起着神秘的作用。dp4宝宝百科网

在1953年，美国沃兹堡海洋研究所的斯科兰德等人发现，生活在南极海域的鱼类血液中，都存在着一种高分子物质，正是这种物质使得这里的鱼类血液冰点降低。随后，他们为阐明这种物质作了大量的研究工作。1970年前后，美国加利福尼亚大学的德佛里斯等人又指出：上述那种具有抗冻作用的高分子物质，实际上是糖类和蛋白质结合在一起的一种糖蛋白质。他们从生活在南极海的，两种特殊鱼类的血液中分离出一种糖蛋白质，称为“冰点下降糖蛋白质”（缩写为FPD糖蛋白质，FPD是英文freezing point de－pression的缩写）。它们主要有三种，用超速离心法和渗透压法测定它们的分子量时表明，三种FPD糖蛋白质的分子量分别为：11，000、17，000、21，500。三者之间除分子量不同外，在化学组成上没有任何差别。dp4宝宝百科网

这种被分离出来的FPD糖蛋白质的作用，并不能通过摩尔浓度与冰点下降度之间的关系来说明（通常溶液中溶质的摩尔浓度越大，冰点的下降度越大）。这三种糖蛋白质虽然其都是化学性质一样的蛋白质，但当其结构成较大分子量的此类糖蛋白质时，其分子量越大，抗冻效果就越明显地增大。如果我们用每毫升溶液所含溶质的毫克数这样一种浓度，来与糖蛋白质和氯化钠对冰点下降的作用相比较，就会发砚：当浓度都在10毫克/毫升以下时，虽然NaCI的作用比FPD糖蛋白质要大，但是，当按摩尔比计算时，FPD糖蛋白质的作用，实际上要比NaCI的效果大约200～500倍。此外，研究者还发现，FPD糖仅起着降低血看障低血液冰点的作用，而对物质的熔点几乎没有影响。dp4宝宝百科网

存在于鱼血液中的三种FPD糖蛋白质的浓度，总浓度为8毫克/毫升左右，它能使血液的冰点降低约0．6℃。dp4宝宝百科网

由此可见，极地冰海中的鱼类在长期的进化中生成了能适应环境的特珠物质，如FPD糖蛋白质，以及NaCI等盐类所起的作用，终于能使鱼类巧妙地降低血液的冰点，从而使海水的温度高于它们身体血液的冰点，它们也就可以自由自在地在极冰下生活了。dp4宝宝百科网