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(chǔ)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(qū),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(fēng)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(gòu)成基礎(chǔ)的細胞,必須時時刻刻泡在水里才能發(fā)揮作用。一旦缺水,細胞就不能正常工作,最終導(dǎo)致死亡。
此外,強烈的紫外線照射、劇烈的冷風(fēng)也都是那些生活在寒冷地區(qū)的生命所要經(jīng)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(xué)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(fā)現(xiàn)了許多微生物,數(shù)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(huán)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(fēng)、高鹽度和高紫外線輻射的環(huán)境中生存。它們能忍耐極寒的環(huán)境,這是因為它們產(chǎn)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(yīng)對寒冷的挑戰(zhàn),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(fēng)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(qū)有充足的食物。企鵝位列它們食譜的首位。
“談笑風(fēng)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(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)阿拉斯加近北極地區(qū)的林蛙在-14℃的環(huán)境下依舊“談笑風(fēng)生”!原來,隨著溫度的降低,林蛙體內(nèi)可以相應(yīng)地產(chǎn)生一種“低溫保護劑”——這是一種用來阻止體內(nèi)細胞結(jié)冰的物質(zhì),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(fā)現(xiàn)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(zhì)或硅質(zhì),形成外殼。少數(shù)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(qū)的“居民們”攤上了“大事”。
面臨巨大災(zāi)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(xué)家們關(guān)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(zhàn),尤其是氣候比較寒冷的地區(qū)。然而,也有一些植物不按常理“出牌”。它們迎著風(fēng)雪,連冷戰(zhàn)都不打一個,在寒風(fēng)蕭瑟中依然能夠開出嬌艷的花,為寒冷的氣候環(huán)境增添了無限生機。
北極的“雪絨花”——北極棉花
這種在北極當?shù)厮追Q“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(shù)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(fēng)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(yīng)各種復(fù)雜氣候環(huán)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(jīng)過3~5年才能開花結(jié)果,即使寒冬,花也不會凋落?;ㄆ跁r,它的種子在山間隨風(fēng)飄散,遇到適宜環(huán)境才有可能萌發(fā)和生長。
自帶“抗凍基因”的草——南極發(fā)草
南極發(fā)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(huán)境里。澳大利亞科學(xué)家在這種植物中發(fā)現(xiàn)了“抗凍基因”——可以讓南極發(fā)草在-30℃極寒環(huán)境中生存,同時也可以防止其體內(nèi)的水分結(jié)冰。
頑強的“小不點”——挪威虎耳草
生活在極地地區(qū)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(diào)的凍原變得生動。
能改變土質(zhì)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(zhì)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(jié)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(qū)域能夠形成有利于植物共生的石灰質(zhì)土壤,它改善了土壤結(jié)構(gòu)。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(fēng)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(yōu)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(fēng)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(qū),這種松樹都是挺拔雄偉的喬木。