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对比两组的结果发现,在中间温度过度了一会儿的那组摇蚊受到的损伤较小,而且恢复期的新陈代谢速率更高,说明快速冷驯化真的有效!
大招二:特殊基因组
南极摇蚊在极地生存的重要秘籍就是它们拥有特殊的基因。南极摇蚊的基因组中一个关键就是调控热激蛋白的基因片段,这可能就是它适应严酷环境的关键秘诀。
热激蛋白有帮助蛋白质进行跨膜运输、维持蛋白质正常折叠状态等作用。遇到极端温度时,热激蛋白就像一块盾牌,能防止其他蛋白质失活,并因此提高生命体对极端温度的耐受能力。
绝大多数动物只会在突遭高温或者低温刺激时,才会生成热激蛋白来保护自己。而南极摇蚊特殊的基因组能够持续激活热激蛋白的表达,让它整个虫生都不怕冻手冻脚!
大招三:摇蚊妈妈有办法
南极摇蚊的繁殖行为也和其他昆虫不同。雌性南极摇蚊在产卵时会给它的卵宝宝们裹上一层厚厚的胶状物质。
研究证明,胶状物质中含有大量营养物质,包括各类必需氨基酸、磷酸盐以及糖类物质,能起到超过常规食物的促进生长发育的效果。相关实验也证明了胶状物质能够充当缓冲保护层,帮助南极摇蚊幼虫抵挡脱水和低温的危害。
对于摇蚊宝宝来说,这层胶状物质既是营养丰富的生长补剂,又是一个拥有超强防御buff的保护层,是宝宝们在严寒南极生存下去的关键之一。
大招四:抗冻从卵抓起
此外,雌性南极摇蚊还会精心选择产卵地址。南极大陆天寒地冻,哪里比较暖和呢?答案就是冰层土壤中。当陆地上刮着刺骨寒风、平均温度低到负20摄氏度时,冰层土壤中的温度却能保持在0度左右,而且可以躲避大风,这里便是南极摇蚊宝宝们生长的地方。
土层中虽然没有刺骨寒风,温度也不至于低到零下负几十度,但还是冷呀。为了获得更多热量,南极摇蚊幼虫的体色发生了特殊的变化。
摇蚊科幼虫多呈现血红色,但南极摇蚊不一样,体色近乎黑紫色。这是因为深色可以吸收更多可见光,帮助南极摇蚊幼虫获得更多热量。
大招五:吃草
南极摇蚊幼虫要面临的另一个大问题便是营养来源。地处南极圈边缘的南设得兰群岛又冷又贫瘠,地面上没有什么植物。但幸运的是,这里冰层中存活着一些名为Prasiola crispa的藻类,成了南极摇蚊幼虫的食物。
这些藻类植物能够生长,靠的是海豹粪便和企鹅粪便的滋养。别嫌臭,这可是昆虫学家们的关键信息:一线采集人员透露,要想找到南极摇蚊宝宝,就得找屎多的地儿挖去。
通过对南极摇蚊的研究,科学家们对昆虫耐寒性机制有了更加全面的了解,这将有助于推动农业昆虫的越冬防治工作。同时,南极摇蚊也为医学进步提供了新思路。医学上,器官移植过程中仍有人体组织保存时间短和活性低的大难题,南极摇蚊的生理特性说不定就是解决这个问题的关键所在。
(编辑/任伟)