南極的極度嚴寒讓小昆蟲幾乎無法生存,冬季零下數十攝氏度的氣溫,讓超過95%的區域常年被積雪覆蓋。然而,就是在這嚴酷的環境中,卻頑強地生存著一種原生昆蟲——南極搖蚊。
南極搖蚊,又名南極蠓,是南極大陸上已知的唯一原生昆蟲,體長2~6毫米,通體黑色,成蟲無飛行能力,口器退化,無法吸血。可以說,這是一種不會咬人的搖蚊。
作為南極的原生昆蟲,南極搖蚊的生存面臨諸多致命的威脅,但憑借著智慧,它們克服了重重困難,一代代繁衍著,將生命的旋律演繹得蕩氣回腸。
要想在南極生活,嚴寒是最大的挑戰。聰明的南極搖蚊卻躲在冰雪下的土壤里,安然地享受著冰雪的隔熱效果。測量數據顯示,在大約1厘米深的土壤中,一年有超過300天的時間溫度不會低于-2℃,即使在最寒冷的幾天,溫度也不會低于-5℃。不僅如此,即使處在0℃以下的環境中,南極搖蚊也有辦法避免自己被凍成冰塊。它們的血淋巴中含有天然的“抗凍劑”,其主要成分為抗凍蛋白、海藻糖和甘油。這些成分可以降低南極搖蚊體內液體的冰點,不至于在體內形成致命的冰晶,破壞組織,尤其是破壞細胞結構。
除了冷,南極還有另一種容易被忽視的致命問題——缺水。水是生命之源,南極雖然處處是冰雪,但持續的低溫讓生物所需的水變成了固態,大部分生物無法利用。面對嚴酷的缺水環境,南極搖蚊練就了極強的抗脫水能力。
與沙漠中生物抗旱的主要方式——減少水分蒸發不同,南極搖蚊會借助身體內與外界的蒸氣壓差異,讓自己進入保護性脫水狀態。研究者曾在實驗室進行過測試,發現在極端情況下,南極搖蚊可以忍受近70%的脫水。相比之下,人類失去體重2%的水后,認知能力就會受到損害。更重要的是,在極端脫水的情況下,南極搖蚊的血液和細胞內液中,“抗凍劑”的濃度會隨之升高,這也能進一步降低冰點,避免結冰。整個脫水過程非常迅速,而當環境變暖、濕度增加時,南極搖蚊幼蟲又能迅速“復水”,大部分幼蟲至少可以忍受4個脫水-再水化周期,以適應自然的濕度波動。
作為南極昆蟲,冬眠是必備的一項技能。無脊椎動物的冬眠一般有兩種類型:一種稱為靜止期,即當環境冷到一定程度時,就迅速進入冬眠狀態,等到氣溫回升,又迅速復蘇;另一種稱為滯育,即幼蟲發育到一定程度后,會主動停止發育,進入休眠狀態。一般來說,昆蟲往往只能采取一種策略,但科學研究發現,南極搖蚊會靈活結合兩種策略度過漫長的冬天。
南極搖蚊大約能活2年,第一年冬季啟動光周期觸發的滯育(積累抗凍蛋白),之后若遇環境驟變則轉為休眠狀態。這種看似浪費時間的做法,其實是南極搖蚊為了繁殖而采取的策略。因為在不到10天的成蟲期里,它們必須找到交配對象,并在苔蘚和土壤中產卵。
40天后,在南極極寒的世界里,新的生命誕生了,又一輪關于生命的歡唱開始了。