“千門萬戶雪花浮,點點無聲落瓦溝。”在寒冷的冬天里,大家常常會待在有暖氣的房間里欣賞窗外紛飛的雪花。如果你有一輛小汽車或其他機動車的話,那么你得提前做好準備,為了防止水箱被凍裂,必須得給汽車的水箱里加進一些防凍劑。人們最常用的防凍劑是甘油或甘醇,因為這兩種物質都能夠大大降低水的凝固點。
有意思的是,在自然界中,我們也會遇到這種現象,一些生活在嚴寒地帶的昆蟲,會自己創造甘油來抵御冬天里零下42℃的低溫。
在冬天,昆蟲若要不被凍僵,保持活動是至關重要的。活的組織一旦被凍結,膨脹的冰晶體勢必會使細胞膜受到破壞,造成致命的創傷。當細胞里液體不足,不能保持維持生命所必需的酶活性時,即使沒有完全被凍結,也會造成死亡。那么,昆蟲是怎樣解決這一問題的呢?它們主要是靠降低體內液體的冰點,從而提高抗寒能力的。具體的辦法就是:產生大量的“防凍液”。
刺蛾的幼蟲能夠在冬天里被冰凍幾個月而安然無恙。當溫暖的春風吹拂著楊柳,楊柳發芽了,冰凍也融化了,此時,幼蟲化成蛹成長。紅蠹的幼蟲則具有更好的耐寒能力,在每年的12月到次年的2月,它們能在冰點以下的溫度過冬。它們過冬的訣竅就是,用產生的“防凍液”來保護自己的細胞液不結冰。不過,如果在夏天將這些幼蟲冷凍起來,它們則會立即死亡,也就是說,這些幼蟲是逐漸適應低溫的。因此一旦春天出現寒潮,昆蟲的肌體沒有足夠的時間來適應,它們就會大批地死亡。
正是昆蟲這種特殊的生理機能,使得在地球最寒冷的地方都能見到它們的身影。在距離北極點幾百千米的地方,生活著一種蝴蝶,它們在北極的寒冰中產下自己的卵。由于極地的低溫,這種蝴蝶的幼蟲要經過長達14年的時間才能長成。相對于一般蝴蝶的壽命來說,這14年相當于人類的千年之久。
生活在北冰洋中的魚類同樣具有完善的防凍機制,它們能在體內產生一種防凍蛋白質,來防止細胞液中出現冰核。還有一些青蛙和龜類的生理機能正好與之相反,它們體內能夠產生一種促進液體形成細小冰晶的蛋白質,從而可以避免形成大的冰晶導致的細胞壁破裂。由于這種冰晶特別細小,所以不會對細胞造成傷害。
南極的情況有所不同,這里的平均氣溫比北極低20℃~30℃,但出人意料的是仍然有動植物在這里生存。據考證,在這片冰雪大陸上有千余種植物,其中最常見的是地衣。這種植物的耐寒能力高得驚人,它們甚至能挺過接近絕對零度(即-273.16℃)的低溫。這是因為地衣在嚴寒中能分泌出保護自己的地衣酸,地衣酸能將巖石溶為土壤,地衣從中吸取營養,便為自己構成了一套供水系統。
另外,科學家們于1974年在南極冰蓋下發現了一個淡水湖泊,這個湖泊被命名為東方湖。它在南極冰蓋的125米以下,寬200千米。科學家們認為,這個湖泊中生活著眾多奇妙的生物,是一個存在了數百萬年的生態系統。少數科學家提出用現在的科學技術來鉆井并研究它,但絕大多數科學家都對此持反對意見,原因是鉆井會給生物系統帶來嚴重的破壞,損失將不可估算。
人們揭秘自然,就是在了解自然。但與此同時,人類還要敬畏自然,不能破壞生態系統。
編輯/ 申冬梅