南极冰鱼那么冷为什么有的鱼不会被冻住?

一般而言,鱼作为一种变温动物,其体温会随着水温的变化而改变。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,如果温度在-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温度,普通的鱼是无法在这里生存的。
可是,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。南极的鱼为什么不怕冻呢?
科学家通过研究发现,与其他地区的鱼相比,生活在南极的鱼的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。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,抗冻蛋白质还能随着海水温度的变化而自动调节。夏天,抗冻蛋白质停止产生,直到冬天才继续发挥“魔力”。
抗冻蛋白质有两种主要功能:第一是热滞活性。抗冻蛋白质以非依数性形式降低水溶液的冰点而对其熔点影响甚微,从而导致水溶液的熔点和冰点之间出现差值。即它可以改变鱼的体内环境,降低其血液的冰点,阻止冰晶形成。第二是冰重结晶抑制。冰重结晶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,而抗冻蛋白质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,抗冻蛋白质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。这样就保障了鱼体内的环境,让冰晶数量变得很少,而且很稳定。
南极的鱼体内的抗冻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。正是靠这种“天赋”,南极的鱼才能在冰冷的海水里自由游弋。

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