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生物防冻,液!

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“千门万户雪花浮,点点无声落瓦沟。”在寒冷的冬天里,大家常常会待在有暖气的房间里欣赏窗外纷飞的雪花。如果你有一辆小汽车或其他机动车的话,那么你得提前做好准备,为了防止水箱被冻裂,必须得给汽车的水箱里加进一些防冻剂。人们最常用的防冻剂是甘油或甘醇,因为这两种物质都能够大大降低水的凝固点。

有意思的是,在自然界中,我们也会遇到这种现象,一些生活在严寒地带的昆虫,会自己创造甘油来抵御冬天里零下42℃的低温。

在冬天,昆虫若要不被冻僵,保持活动是至关重要的。活的组织一旦被冻结,膨胀的冰晶体势必会使细胞膜受到破坏,造成致命的创伤。当细胞里液体不足,不能保持维持生命所必需的酶活性时,即使没有完全被冻结,也会造成死亡。那么,昆虫是怎样解决这一问题的呢?它们主要是靠降低体内液体的冰点,从而提高抗寒能力的。具体的办法就是:产生大量的“防冻液”。

刺蛾的幼虫能够在冬天里被冰冻几个月而安然无恙。当温暖的春风吹拂着杨柳,杨柳发芽了,冰冻也融化了,此时,幼虫化成蛹成长。红蠹的幼虫则具有更好的耐寒能力,在每年的12月到次年的2月,它们能在冰点以下的温度过冬。它们过冬的诀窍就是,用产生的“防冻液”来保护自己的细胞液不结冰。不过,如果在夏天将这些幼虫冷冻起来,它们则会立即死亡,也就是说,这些幼虫是逐渐适应低温的。因此一旦春天出现寒潮,昆虫的肌体没有足够的时间来适应,它们就会大批地死亡。

正是昆虫这种特殊的生理机能,使得在地球最寒冷的地方都能见到它们的身影。在距离北极点几百千米的地方,生活着一种蝴蝶,它们在北极的寒冰中产下自己的卵。由于极地的低温,这种蝴蝶的幼虫要经过长达14年的时间才能长成。相对于一般蝴蝶的寿命来说,这14年相当于人类的千年之久。

生活在北冰洋中的鱼类同样具有完善的防冻机制,它们能在体内产生一种防冻蛋白质,来防止细胞液中出现冰核。还有一些青蛙和龟类的生理机能正好与之相反,它们体内能够产生一种促进液体形成细小冰晶的蛋白质,从而可以避免形成大的冰晶导致的细胞壁破裂。由于这种冰晶特别细小,所以不会对细胞造成伤害。

南极的情况有所不同,这里的平均气温比北极低20℃~30℃,但出人意料的是仍然有动植物在这里生存。据考证,在这片冰雪大陆上有千余种植物,其中最常见的是地衣。这种植物的耐寒能力高得惊人,它们甚至能挺过接近绝对零度(即-273.16℃)的低温。这是因为地衣在严寒中能分泌出保护自己的地衣酸,地衣酸能将岩石溶为土壤,地衣从中吸取营养,便为自己构成了一套供水系统。

另外,科学家们于1974年在南极冰盖下发现了一个淡水湖泊,这个湖泊被命名为东方湖。它在南极冰盖的125米以下,宽200千米。科学家们认为,这个湖泊中生活着众多奇妙的生物,是一个存在了数百万年的生态系统。少数科学家提出用现在的科学技术来钻井并研究它,但绝大多数科学家都对此持反对意见,原因是钻井会给生物系统带来严重的破坏,损失将不可估算。

人们揭秘自然,就是在了解自然。但与此同时,人类还要敬畏自然,不能破坏生态系统。