非“宜居帶”的生存奇跡

熊鷹 琳達

最耐寒的生命：用自身制造抗凍劑

如果動物的體溫低于5攝氏度，動物體內(nèi)的生物催化劑——酶的活性就會大大降低;如果體溫低于零攝氏度，細(xì)胞周圍就會產(chǎn)生冰晶，吸走細(xì)胞中的水分，損傷細(xì)胞。

一般哺乳動物和鳥類能通過自身的新陳代謝系統(tǒng)維持體溫，它們還能通過毛皮、鯨脂等抵抗寒冷。南極的帝王企鵝擠在一起互相取暖能抵擋零下60攝氏度的寒風(fēng)。

不過，許多不能通過自身新陳代謝系統(tǒng)產(chǎn)生體溫的動物仍然能在極端寒冷的環(huán)境中生存。比如一種昆蟲狀生物——北極跳蟲，在寒冷的冬天，它們能夠在體內(nèi)合成抗凍分子，降低體內(nèi)液體的“冰點”;它們的身體還能制造一種抗凍劑，防止細(xì)胞在冷凍過程中受損。

一些地球生物甚至能在凍僵的情況下存活，譬如剛孵化不久的西部錦龜、北美林蛙等，在極端寒冷的環(huán)境中，它們能產(chǎn)生和使用抗凍劑來保護身體最重要的部分。加拿大埃爾斯米爾島的燈蛾毛蟲堪稱是地球上最極端的耐寒動物，它能在零下70攝氏度的狀態(tài)下冬眠，即使它的血液和其他細(xì)胞外液體都結(jié)了冰，它仍能存活。南極線蟲更加離譜，它可以任由自身的細(xì)胞結(jié)冰，卻讓細(xì)胞核等其他細(xì)胞器官處于非結(jié)冰狀態(tài)。科學(xué)家相信，它們的身體能夠合成一種特殊的“冷凍保護劑”，使冰晶的邊緣變得光滑，防止細(xì)胞受到傷害。

最耐熱的生命：在沸水中“舞蹈”

由于地表溫度過高會導(dǎo)致水分蒸發(fā)，高溫對大多數(shù)生命來說都是一種威脅。但海底生物不存在水分蒸發(fā)問題，所以在100攝氏度左右的深海熱液噴口附近，仍有一種名叫“Strain121”的嗜熱微生物生存。這種生命體能承受的最熱溫度是121攝氏度，在130攝氏度的環(huán)境中仍能生存，只是無法繁衍。

這些生物和人類最主要的不同是，它們的蛋白質(zhì)和DNA更加緊湊，能抵抗更高的溫度。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，多細(xì)胞生物一般很難抵擋這種高熱，細(xì)胞內(nèi)帶有一個細(xì)胞核的真核生物，沒有一種能在60攝氏度的高溫中存活，除了一種生活在海底熱液噴口附近的蠕蟲。這種蠕蟲的尾巴通常會粘附在80攝氏度高溫的熱液噴口上，而它們身體的其余部分則會遠離“高熱區(qū)”。絕招在于它們的尾巴含有一種在高溫下也處于穩(wěn)定狀態(tài)的膠原蛋白質(zhì)。

最耐旱的生命：沒水也能活120年

許多動物都能忍受一段時間的干旱，但如果幾十年都不喝一滴水，大多數(shù)動物都不可能存活，因為生物的所有細(xì)胞都需要水作為化學(xué)反應(yīng)的媒介，保持細(xì)胞膜的完整。不過，仍有幾種生命特別“耐渴”，比如一些節(jié)肢動物、輪蟲、線蟲類蠕蟲。一旦干旱，它們會將自己蜷成小球，并關(guān)閉身體的所有新陳代謝系統(tǒng)，然后“耐心等待”環(huán)境改善。

一種名叫水熊蟲的小型無脊椎動物堪稱是地球上最耐旱的生命，它在沒水喝的情況下可以通過這種“特殊手段”存活120年。

最龐大的生物：有1350個足球場大

地球上最大的動物是藍鯨，成年藍鯨長達30米，重達190噸。盡管如此，仍有其他類型的生物可以令藍鯨“小巫見大巫”。

地球最大的有機生物是美國俄勒岡州馬胡爾國家公園中一種綽號“巨型蘑菇”的蜜環(huán)菌。1998年發(fā)現(xiàn)這個“巨型真菌”時，它占地965公頃，至少相當(dāng)于1350個標(biāo)準(zhǔn)足球場大。按照生長速率估計，它的實際年齡可能高達8650歲，所以它也可能是地球上年齡最老的生物之一。

目前地球上最大的植物是美國加利福尼亞紅杉國家公園中的一棵美洲杉，其樹干體積約1500立方米。地球上最高的樹同樣生長在美國，那棵紅杉高達115米。這個高度幾乎是樹木能夠長到的極限，因為再高的話，高處的樹葉很難通過毛細(xì)管作用從根部往上吸水。

最耐高壓的生命：家在海底萬米深處

海水越深壓力就會越大，當(dāng)海象和抹香鯨這樣的哺乳動物潛到1000多米的海底深處后，它們的肺和胸腔被海水?dāng)D壓得不留絲毫空氣，潛水時不能保持呼吸。雖然它們還能潛得更深，但只能多潛幾百米。

令人難以置信的是，在海底1萬米的深處——世界最深海溝“馬里亞納海溝”，即使那兒的海水壓力是地表大氣壓的1000多倍，以前認(rèn)為這些不可能有生命存在的地方，仍然存活著許多奇怪的魚類和蝦;而在海底8730米的深處，則生活著更多的魚類、線蟲、其他蠕蟲以及細(xì)菌。

為了能在深海的高壓環(huán)境下生存，這些深海生物都具有更加柔韌的細(xì)胞膜，而且它們的飽和脂肪也被多種不飽和脂肪取代。