司明婧/文
“冷”眼看世界
——生存在地球最冷處的生命
司明婧/文
對于生命來說,寒冷究竟意味著什么?
首先,極低的溫度讓生物不得不隨時面臨死亡的危險。尤其是動物,需要消耗大量的能量來維持體溫,需要攝取更多的食物。而作為所有食物鏈基礎的植物,在這個缺乏溫暖陽光、難以進行光合作用的寒冷地區,也沒有足夠的能量維持生存。
缺水,也是所有生命在寒冷氣候中生存所要面對的可怕事情之一。寒風會使空氣變得干燥,這意味著所有生命必須要能承受脫水的后果。我們都知道,作為生命構成基礎的細胞,必須時時刻刻泡在水里才能發揮作用。一旦缺水,細胞就不能正常工作,最終導致死亡。
此外,強烈的紫外線照射、劇烈的冷風也都是那些生活在寒冷地區的生命所要經受的考驗。
即使如此,它們依然堅強地活著,依然頑強地怒放——
在距南極點約640千米的地方,存在著一個沒有被陽光照射過的湖泊——惠蘭斯湖。美國蒙大拿州立大學約翰·普利斯庫教授和他的團隊,從這個南極冰蓋以下800米處的湖泊中提取了水樣本,發現了許多微生物,數量之大令所有人大吃一驚。事實證明,南極不是一個“死掉的世界”。
還有一些動物家族,它們同樣世世代代頑強地生活在極寒環境中。
放棄了飛翔的蚊子——南極蠓
有一種蚊子,為了生活在寒冷的南極大陸,甚至放棄了翅膀,這就是南極蠓。雖然南極蠓的體長只有2~6毫米,卻能在極寒、干燥、大風、高鹽度和高紫外線輻射的環境中生存。它們能忍耐極寒的環境,這是因為它們產生了一種特殊的分子,其作用類似于防凍劑。

抱團取暖的肉球——企鵝

為了應對寒冷的挑戰,企鵝們通常長得又大又圓,像一個個“肉球”。其實,它們是用厚厚的脂肪來御寒的。同時,它們還會相互擠在一起,通過抱團取暖來度過寒風刺骨的冬季。當天氣變得異常寒冷時,它們會選擇退回到海里生活。
水下的掠食者——豹形海豹
在南極,尤其是夏季,你可能會看到一種身體柔軟修長、長有像豹紋的黑色斑點的動物——豹形海豹。別看它們在陸地上行動緩慢,一副懶洋洋的樣子,一旦到了水下,它們就會“判若兩人”。在水下,它們高超的捕食技能保證了它們在寒冷的南極地區有充足的食物。企鵝位列它們食譜的首位。

“談笑風生”的樂觀者——林蛙

林蛙是一種頭部和四肢較細長,行動敏捷,跳躍力強,鼓膜部有三角形黑褐色色斑的蛙類。美國俄亥俄州邁阿密大學的科學家們發現阿拉斯加近北極地區的林蛙在-14℃的環境下依舊“談笑風生”!原來,隨著溫度的降低,林蛙體內可以相應地產生一種“低溫保護劑”——這是一種用來阻止體內細胞結冰的物質,從而保護林蛙不被凍壞。
古老的耐凍家族——有孔蟲
在太平洋最深的海溝——馬里亞納海溝,人們發現了微小的生物——有孔蟲。有孔蟲是單細胞生物,5億多年前就生活在海平面之下,種類繁多。某些種類有孔蟲可以很容易地用肉眼看見。有孔蟲能夠分泌鈣質或硅質,形成外殼。少數種類的有孔蟲的外殼,直徑可達5厘米。它們的遺殼大多堆積海底形成巖石。

全球變暖:幾家歡喜幾家愁
近年來,全球氣溫都在上升,即我們常說的全球氣候變暖。這似乎讓世世代代都生活在寒冷地區的“居民們”攤上了“大事”。
面臨巨大災難的動物家族之一可能就是北極熊,自從全球氣候變暖之后,北極熊就一度成為科學家們關注的熱點。原因就是,這場氣候的“變革”可能會改變北極熊家族的未來。因為像北極熊這類哺乳動物對氣候的變化非常敏感,而且它們以海冰為棲息地,對食物還非常挑剔,這些都意味著它們將面臨相當大的生存危機。除此之外,包括海象、企鵝、獨角鯨等都會受到巨大的威脅。
如何拯救這些動物,是一個亟待解決的問題。

對于植物來說,越冬是一個較大的挑戰,尤其是氣候比較寒冷的地區。然而,也有一些植物不按常理“出牌”。它們迎著風雪,連冷戰都不打一個,在寒風蕭瑟中依然能夠開出嬌艷的花,為寒冷的氣候環境增添了無限生機。
北極的“雪絨花”——北極棉花

這種在北極當地俗稱“雪絨花”的北極棉花,每一棵都頂著一個小小的茸球,一眼望去,白白的一片,像是散落在凍原上的無數顆珍珠。實際上,這些小球是用來保護種子免受凍害的。與很多北極植物一樣,北極棉花也是借助風力進行種子擴散的。
冰雪皇后——雪蓮花
說到雪蓮花,它可以稱得上是雪地里的“皇后”。這種能夠適應各種復雜氣候環境的植物,生長在海拔2 400~4 000米高寒地帶的懸崖峭壁和高原上。它們的根部在-21℃也可以安全越冬。雪蓮花要經過3~5年才能開花結果,即使寒冬,花也不會凋落。花期時,它的種子在山間隨風飄散,遇到適宜環境才有可能萌發和生長。

自帶“抗凍基因”的草——南極發草

南極發草是禾本科植物,外形像一個個毛茸茸的毛線團。它生長于南極大陸和南美洲終年被積雪覆蓋的特殊環境里。澳大利亞科學家在這種植物中發現了“抗凍基因”——可以讓南極發草在-30℃極寒環境中生存,同時也可以防止其體內的水分結冰。
頑強的“小不點”——挪威虎耳草

生活在極地地區的虎耳草,花朵與植株較大。其細小鱗片狀的對生葉片和紫色、粉色的花瓣,使得單調的凍原變得生動。
能改變土質的冰美人——仙女木
仙女木是常綠的匍匐狀半灌木。它的莖是木質的,彎曲地緊貼地面形成分枝,葉片光潔鮮綠,花梗3~10厘米,有8個花瓣,花瓣為奶黃色。所結的果實上有柔軟的白毛,能夠有利于散播種子。仙女木生長的區域能夠形成有利于植物共生的石灰質土壤,它改善了土壤結構。成片的仙女木是北冰洋上有“寒冷海岸”之稱的斯瓦爾巴群島上一道亮麗的風景線。

匍匐生長御寒的樹——魚鱗松

魚鱗松又叫魚鱗云杉,壽命很長。它的樹姿挺拔優美,高達40米,最粗的直徑可達1米。不過生長在北極的魚鱗松,就顯得矮小多了,匍匐著生長,這不僅可以盡量地多吸收地面反射的熱量,而且還可以有效地抵御寒風地侵襲。在加拿大北部偶爾會看到黑魚鱗松緊貼地面生長,而在世界的其他地區,這種松樹都是挺拔雄偉的喬木。