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继我之前关于野生动物疾病的帖子之后,我一直处于一种相当多细胞的状态。我没有试图让我的思绪回到细菌,而是决定以一个月末的关于在地球上一些最恶劣条件下生存的令人毛骨悚然的生物的两部分迷你系列来结束,从而摆脱这种状态;寒冷的北极。
第一部分:冰虫
这些环节动物与常见的蚯蚓有关,它们一生都在冰川中度过。它们是需要零下温度才能生存的最大多细胞真核生物。冰虫最早在阿拉斯加被发现,遍布美国北部[编辑:和加拿大];在阿拉斯加、华盛顿、俄勒冈和不列颠哥伦比亚省。它们在世界其他任何地方,甚至是有冰川的地方都没有发现。
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冰虫生活在冰川内部,尽管尚不确定它们是否能够通过释放某种形式的防冻剂来穿透冰层,或者只是利用冰中的自然裂缝。它们以雪藻为食,并在早晨和傍晚来到冰川表面觅食,一天中的其余时间则安全地藏在冰冷的家中。冰虫对冰冻条件非常适应,以至于它们不能在其他任何地方生存。即使将它们暴露在高于冰点 5 度的情况下,它们的内部膜也会开始分解,导致整个蠕虫液化并基本上融化。
有一些引人入胜的生化变化使冰虫能够在零度以下生存(如果它们变得太热,这也是导致它们相当可怕死亡的原因)。一个例子是微管蛋白——这种蛋白质在细胞内部形成小网络,以帮助结构和运输。这些网络是由所有连接在一起的微管蛋白亚基形成的,在大多数物种中,微管蛋白在低温下会分解。冰虫调整了它们的微管蛋白的蛋白质结构,以在亚基之间形成更多的稳定接触,这与其他适应寒冷的生物体不同。
冰虫所做的另一个适应是调整其 ATP 水平,ATP 是在细胞内部用作能量货币的分子。在大多数温带生物中,ATP 的产生在寒冷中会减少,导致动物变得昏睡和迟钝。在冰虫中,ATP 在细胞内保持在非常高的水平,并且随着温度的降低,产量会增加。
它们听起来或看起来可能不是最浪漫的生物,但令我惊讶的是,我发现它们出现在一些奇怪的情诗中,包括英国诗人罗伯特·威廉·塞维斯在 1910 年写下的这首甜蜜的小诗
“在淡蓝色雪的国度 气温零下九十九度, 北极熊在平原上跳舞, 在极点的阴影下 哦,我的心,我的生命,我的灵魂, 我将在冰虫再次筑巢时与你相遇。”
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Tartaglia LJ, Shain DH. 冷适应的微管蛋白在冰川冰虫 Mesenchytraeus solifugus 中,基因。 2008 年 11 月 1 日;423(2):135-41。
Napolitano MJ, Nagele RG, Shain DH. 冰虫 Mesenchytraeus solifugus 在低生理温度下提高腺苷酸水平。比较生物化学与生理学 A 分子整合生理学。 2004 年 1 月;137(1):227-35。