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【威海运都】☆“精灵”冰鱼
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南极大洋神奇的精灵---南极冰鱼

鳄冰鱼科(Channichthyidae,又称南极冰鱼、南极虾鱼、crocodile icefish、white-blooded fish)为辐鳍鱼纲鲈形目的一个科,是生长在深海零度以下无污染水域的鱼类,主要以南极虾为食。体内含有丰富的鱼脂肪DHA、EPA等成分,钙质含量丰富,不含血红素,营养价值高。是很适合现代人的健康食品。

南极冰鱼生活在南大洋表面下10米处,这里的温度大约是零下2°C,冰鱼看上去就像它们身下的冰。南极冰鱼很好的适应了寒冷水域,它们的血液和体液中甚至有抗冻糖蛋白以阻止冰晶的形成。冰鱼的皮肤发白,很多冰鱼的皮肤甚至半透明。

卖场里有来自世界各地的食物,甚至南极。以下是在商场售卖的南极冰鱼的标签。

裘氏鳄头冰鱼(Mackerel icefish),学名Champsocephalus gunnari

它的分布地点距离我国十分遥远,远在地球之南。它何时被捕捉,如何从南极到大陆,这些我都想知道,不过目前没答案。




寒冷南极怎么活

它,生活在非常寒冷的海水中,水温甚至在摄氏零度以下。在这儿,大家肯定会有疑问。寒带的水怎么会到零度以下呢?冰层底下不是可以保持4℃吗?

「在4℃时,体积最小;在4℃以上水的体积会随温度上升而膨胀;在4℃以下体积也会随温度下降而膨胀。亦即水的密度在4℃时达到最大值。此特性对寒冷地区的生物很重要。当水面的温度逐渐下降至4℃时,因为密度变大而下沉。因此湖水在结冰时由表面开始结冰,而密度大的水沉在底层而可保持4℃左右,让水中的生物维持生命渡过寒冬。」

是啊,淡水是这样啊,但南极的水可不是淡水啊。盐度越高,凝固点愈低啊,那里的海水可以到达零下2度呢。


抗冻蛋白

住在零下的水里,怎么不怕被冻死呢?冰鱼既然能住在这里,身体当然不能太差,它们的血浆里是有抗冻蛋白的。

抗冻蛋白能帮助降低鱼体内的冰晶生长临界温度,避免自己被冻成鱼棒冰。这类蛋白质的结构很特别,只由三种胺基酸重复排列四至五十五次。而且这组抗冻基因是是从另外一组负责消化的基因改变而来的。有一小部分基因码从该组基因脱落,移动到这些鱼类的另外一个基因组上,在这一小组仅有九码的基因码中,延伸出另外一组形成抗冻蛋白的基因码。

没有血红素

冰鱼最出名的是-它没有血红素,所以血不是红色的。

缺少血红素的脊椎动物非常少,目前已知除了冰鱼以外,只有一种鳗(Anguilla anguilla) 、蛙( Xenopus laevis)和慈鲷(Cichlasoma severum)。



基因突变

南极冰鱼血红蛋白的缺失不是一种有用的适应行为,而是一个基因突变导致的不幸结果。冰鱼的血液携带氧气的量只有普通鱼类血液的10%,为了生存,它们不得不大幅调整自己的身体。进化铸成的这个大错也许对于大多数鱼类来说是致命的,但冰鱼的鳃,加上一点点幸运的环境优势,拯救了它们,没让它们因血液的缺陷而灭亡。

没有血色的鳃

它的鳃,因为没有血红素,所以和其他的鱼类非常不同。

血红素是运送氧气的,没有血红素怎么运送氧气呢?这又和南极的水有关系了,南极天寒地冻,水也非常冰冷。这样的水温使得溶氧量大为增加,愈低温,溶氧量愈高。

血液不只没血红素,它们的血还很稀,黏度很低。人类的血球容积比(hematocrit; 血液中血球所占的比例)大约是45%,红血的南极鱼类的血球容积比大约是15-18%,但是冰鱼只有1%的血球细胞(都是白血球,但有些有红血球的残存痕迹)。

虽然稀,但血量是红色血液鱼类的3-4倍,比起红血鱼类有更大的心输出量。

冰鱼有相对巨大的鳃(鱼鳃相对于鱼身),以及没有鳞片的外皮,密布微血管,增加冰鱼从环境中吸收氧气的能力。




南极冰鱼的演化适应不只如此,它们的肌肉也没有肌红蛋白,甚至心脏也没有肌红蛋白,而且心脏还比其他鱼类大,这让心脏看起来又大又白。(白大心?派大星?)

脊椎动物体内的肌红蛋白是由单一基因所构成。白色心脏的冰鱼,它们的肌红蛋白基因产生插入(?)的突变,使得肌红蛋白无法产生。

冰鱼的演化

Sean B. Carroll 写的书《打造天生赢家─ DNA 和演化的强力证据》,第一章「第1章 布怀特岛的无血鱼」就是在探讨冰鱼的适应与演化(这里和这里有试读档)

除了上面提到的心脏、血液和抗冻蛋白的改变外,他们细胞里的微小管也与众不同。「哺乳类的微小管在华氏50度以下会变得不稳定,南极鱼类的微小管可在冰点之下正常组成,并且依旧维持稳定结构。」

透过以上种种基因的DNA序列检验,对应南极大陆的地质事件,科学家推论这些基因上的改变都发生在最近几千万年而已。

我实在很难想象,来自这么遥远的地方,拥有这么特别的演化奇迹的生物,居然在商场中就能买得到了。


来自南极的食物链

不知道为什么,只有满胃的砂

解剖第2只和第3只的时候,才看到胃里有着小型的动物。

Main 等人在2009年,研究超过2000条冰鱼的胃之后。他们发现在不同的年份和年龄,它们摄取的食物有很明显的不同。通常来说,它们的食物主要是南极磷虾 (Antarctic Krill ,Euphausia superba ),以及端脚目的Themisto gaudichaudii。比较年轻的个体胃中,有比较高比例的T. gaudichaudii,以及较小的磷虾( Thyanoessasp 和 Antarctic Krill)


这条餐桌上的冰鱼,胃里有什么呢?






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