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第16章 极地宝藏—地球最后的“宝库”(5)

北极银狐最主要的食物是旅鼠,此外,它的食物还包括鱼、鸟类与鸟蛋、浆果和北极兔等,有时也会漫游海岸捕捉贝类。因此,北极银狐狸的数量与旅鼠数量的变化有一定联系,通常情况下,旅鼠大量死亡的低峰年,正是北极银狐数量高峰年。当遇到旅鼠时,北极银狐会极其准确地跳起来,然后猛扑过去、将旅鼠按在地下,吞食掉。到了寒冷的秋冬季节,它们也能换换口味,到草丛中寻找一点浆果吃,以补充身体所必需的维生素。

为了生计,北极银狐开始远走它乡,这时候,狐群会莫名其妙地流行进攻过路的狗和狼。得病的北极银狐一种疾病“疯舞病”。得病的北极银大多在第一年冬季就死掉了,尸体多狐会变得异常激动和兴奋,往往控制达每平方千米 2只,当地猎民往往从不住自己,到处乱闯乱撞,甚至胆敢狐尸上取其毛皮。

100多年前,一些极地探险家到达南极地区考察时发现,那里的海水寒冻刺骨,但令科学家们惊奇的是在南极冰冷的海水中,竟然有 130多种鱼悠然自得地游来游去,从以浮游生物为食的小海鱼,到身体非常大的大海鱼,它们在不同深度的大海里巡游觅食,宛如冬季行驶在北达科他州冰天雪地里的汽车一样畅通无阻。原因何在?长期以来,一直成为科学家们一个未揭开的谜。

1.极度抗寒——南极鳕鱼

南极洲的万古冰原下究竟有没有生命 ?这是海洋生物学家特别关心的问题。他们以自己艰苦的实践和探索揭示了这一奥秘。

1977年 12月,美国科学家们在位于南纬 82°22′,西经 168°37.5′的罗斯冰障上钻通了深度为 420米的冰层,并借助于微型的电视摄像机、灵敏度极高的深海温度计,捕鱼机和岩层取样机等等科学仪器,作为人的触觉、视觉和其他各种感觉器官的延长物窥测了冰障下的海底世界,并在那个冰下的奇特世界发现了不冻的海水,还拍摄到逍遥自在地生活在那里的两种鱼的照片:一种鱼像无鳞的龙鱼;另一种则像吸虫类的扁形鱼。

这一新的发现,又为科学家们提出了一个很伤脑筋的新鲜问题:在一般情况下,温带鱼的血液都会在 -1℃的温度下就冻结凝固,而冰障下的平均水温往往在 -1.87℃以下,而这些鱼类为什么能逍遥自在地游动呢?

为了揭示这个新的奥秘,科学家们不得不进行新的探索并勇敢地亲自体验这种寒冷刺骨、甚至能把人置于死地的低温环境。智利的科学家们就做了这种尝试。他们在南极科学考察站的任务之一,就是要研究罗伯托岛的科珀曼湾一带的鱼类生态。为此,他们不畏严寒,冒险潜水到海底直接了解海底动物的情况并照相,还研究从落潮线到海底岩石顶部一带的海洋动物的生态。

当然,在那种环境下,如果赤身裸体地跳进海水,那么不消一刻钟人就会冻僵成为“冰棍”。为了适应这种环境,人们试制成功了一种比太空服更加完善的、叫做“GYM”的潜水衣。穿着这种潜水衣跳进极地海域,不仅可以抵御酷寒,而且在海底工作犹如在平地大气压下一样。美国海洋产业公司、加拿大北极海洋技术公司和法国国家海洋开发中心的研究人员都成功地潜入 100到数百米 -2℃的海底进行训练,并创造过潜水工作 6小时的纪录。

南冰洋中的渔业资源极为丰富。据统计,仅食用鱼就有 90多种。其中,最受科学家们注意的是鳕鱼,尤其是南极鳕。另一种巴塔哥尼亚狗鳕和蓝牙鳕的捕获量也很大。以前苏联渔船捕捞这几种鳕鱼的数量为最多。

人们从罗斯海的冰窟隆中捕到一种南极鳕。这种鱼大致长达 25~ 100厘米,重量从几千克到几十千克不等。身体蓝白带有青霜剑色,还有点点杂斑。怪眼圆睁,嘴阔唇厚,长相十分丑陋。可是,海水不可斗量,好鱼别看貌相。虽说它长得其貌不扬,肉味可细嫩洁白,鲜美可口,非一般鱼类可比。这种鱼类除了可做美味佳肴之外,它还具有重要的科学研究价值。

据科学家们测定,位于南极罗斯海中的罗斯岛与大陆之间的麦克默多海湾的平均海水温度为 -1.87℃,冰洞中的海水冰点为 -1.9℃。可是南极鳕在这样低温的海水中却游来游去,十分活跃,有时甚至还能静静栖息在非常深的水域。这些南极鳕对低温的适应性确实令人惊叹,因为它们既没有极地飞禽类丰满的羽毛;又没有南冰洋中哺乳动物赖以御寒的厚实的皮毛和脂肪层;况且它们又是冷血动物,体温和周围环境的温度一样。在这种水域中要是温带鱼类早已成了冰冻鱼了。

可是,它们为什么能生存下来,而且显得如此生动活泼呢 ?人们从它的血液中分离出一种叫做抗冻蛋白质的特殊物质,从而揭示了南极鳕之所以能在冰点水温中愉快地生活的秘密。

近几年来,某些国家的海洋生物学家一直在研究南极鳕的热适应性机理,并取得了可喜的进展。他们在解剖时,从一条几十千克重的南极鳕中放出 1000毫升左右的血液。经化学分析,发现这种血液中含有一种不寻常的生物化学物质——抗冻蛋白质,这种物质能以独特的方式降低南极鳕血液的冰点。实验证明,如果把这种生物化学物质从南极鱼的血液中析离出去,那么这些鱼的血液在 -1℃的温度下就马上会冻结起来。但是当抗冻蛋白质存在于鱼血时,鱼血的冰点就会降到 -2.1℃。可见,这种抗冻蛋白质一定有其奥妙的地方。它究竟同普通的蛋白质有什么区别呢 ?

据科学分析,一般的蛋白质大致由20种氨基酸的结合物组成。氨基酸又按遗传密码以线性链方式结合;而抗冻蛋白则是由两种氨基酸,即丙氨酸和苏氨酸组成。它的组合形式是通过许多三联体重复键合:丙氨酸 -丙氨酸 -苏氨酸,它的三联体平均数为16。

除了氨基酸外,抗冻蛋白质还含有两种普通的生物醣:一种叫半乳酸醣,另一种叫乙酰替氨基半乳糖。这两种醣在同上述三联体的化学结构中是悬挂在连接苏氨酸的氨基酸链上。抗冻蛋白质不同于普通蛋白质的氨基酸结合形式和它所含有的生物醣,能使它在南极鳕的血液中发挥一种特殊的作用,而这种作用可以使水分子重新组成并不易冻结。因为溶解在血液中的盐和生物分子能使冰点降到0℃以下。

另一个原因是南极鳕肾脏的结构和功能的关系比较特殊。它们的肾没有肾小球,体内分泌的水和废物能直接进入肾小管形成尿液。这种特殊的排泄机构和功能可以保证南极鳕的鱼血内经常维持足够的抗冻蛋白质。这就是鳕鱼之类的南极鱼能在冰点水温中生存的一种生理适应性。

在日常生活中人们常常利用低温条件来贮存食物和进行医疗手术。谁都知道,把肉类和牛奶等食品放在冰箱中就可以防止腐化变质;把血浆、精液和人的内脏器官搁置在冰柜中,可以延长有效期,便于随时供临床输血、牲畜人工授精和进行器官移植手术之用。但是,在上述医疗用品冷藏过程中往往出现一种令人头疼的问题,因为不论是血浆、精液,或者是内脏器官,一旦结冰之后便会发生细胞脱水和电质浓度增高的现象,轻则影响使用效果;重则造成浆液失效或脏器坏死。人们设想从南极鳕鱼的血液中直接提取抗冻蛋白质,并把它加工成防冻剂;或模仿它的组合加以人工合成。若一旦成为现实,将会在冷藏工作和医疗事业等各方面出现一个革新的局面。那时候,既可以把储存物品降到很低的温度,又可以不让它冻结成冰,从而把有效期大大延长。

2.抢食凶狠——北极鲑鱼

北极鲑鱼,又被称为北极红点鲑鱼,是主要分布在靠近地球北极圈附近海域的一种三文鱼。北极鲑鱼主要有四个系列:挪威系、莱布多系、乃育克系以及大树河系,除挪威系仅限于挪威及邻近的水域外,其他三种系列全部分布于加拿大北部的某些特定水域。

在加拿大,莱布多北极鲑鱼比乃育克北极鲑鱼的分布范围要广泛得多。乃育克北极鲑鱼的体型较大,野生的乃育克北极鲑鱼最重可达 15千克,寿命长达 40年,有“北极王”的美誉。乃育克北极鲑鱼在四五岁的时候进入性成熟期,其产卵期一般集中在 8月底至 9月中这段时间内。每只雌性乃育克北极鲑鱼可产2000~ 3000个直径为 5毫米的鱼卵。

莱布多北极鲑鱼体型较小,最大体重可达 5千克,其寿命一般为 15年。莱布多北极鲑鱼在三四岁的时候进入性成熟期。莱布多北极鲑鱼每年的产卵期延续时间较长,从 10月份到次年的 3月份。每只雌性莱布多北极鲑鱼可产 4000~ 5000个直径为 4.5~ 5毫米的鱼卵。

北极鲑鱼体态优美,色泽鲜艳,尤其是野生的雄性北极鲑鱼,性成熟后身体呈深红色,十分惹人喜爱。北极鲑鱼的肉质坚实,味道鲜美,营养丰富,是餐桌上的上等佳肴。

此外,北极鲑鱼还具有抢食凶狠的特点,它们不但争抢水面上的食物,而且还经常争抢沉落在水底的饲料,因此,北极鲑鱼又深受钓鱼者的青睐。

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