鳄冰魚

鳄冰魚

生長在南極以及南美洲等嚴寒地區的魚類
生長在南極以及南美洲等嚴寒地區的冰魚因為吻部形狀似鳄,又稱為鳄冰魚(crocodile icefish), 又因為體内缺少紅血球及血紅素亦稱為白血魚。[1]
    中文名:鳄冰魚 界:動物界 門:脊索動物門 綱:輻鳍魚綱 目:鲈形目 亞目:南極魚亞目 科:鳄冰魚科 分布區域:南極洲和南美洲南部 中文别名:白血魚

簡介

鳄冰魚的學名叫做“Channichthyidae”,它生活在南極洲和南美洲南部的冰冷海水中,它的食物以磷蝦、桡足動物及其他魚類為主。由于體内沒有血色素或者說紅細胞已不存在,其血液呈現出透明狀,這種魚的新陳代謝主要是通過液體血液中的氧溶解性來實現。它們可以利用皮膚直接從水中吸收氧氣,這種工作原理是由于當水處于最低溫度時,能夠溶解許多氧氣。在5種鳄冰魚中,肌肉中肌紅蛋白基因已消失,因此它的身體中除了粉紅色的心髒之外,其他器官組織都是透明的白色。

鳄冰魚的血液是透明的,因為血液中是沒血紅蛋白或有生物活性的紅細胞。它的代謝僅僅是依賴于溶解在體液中氧氣,而這些氧被科學家認為是從通過流經皮膚的水體中直接獲得的。鳄冰魚所生活的海域是冰冷的,一般情況下,溫度越低,水中的溶氧量就越大,這也為它能進化出如此特别的代謝方式提供可能。

其血液攜帶的氧氣較具紅血球的魚少得多,但其心髒及鰓血管較大,循環血量較大,能從含氧豐富的南極海水中吸取足夠的氧。鳄冰魚約有16種,多數分布在南極,主要以甲殼類和小魚為食。此外銀白魚(smelt)及銀魚屬(Salanx)的銀魚亦稱為冰魚,這些魚類則分屬鲑形目(Salmoniformes)内的一些不同的科。

生活環境

魚類根據生物學研究認為,它是一種體溫随外界溫度改變而改變的所謂冷血動物。寒冷的冬天到來了,在北極和南極附近廣闊的海面上已經是千裡冰封了,幾米厚的冰層把海面變成了一個冰的大陸,但是原來在那裡生活的魚類,卻絲毫不避嚴寒,仍然在那裡自由自在地生活。

在與羅斯海相對的南極大陸的麥克默多海峽,長年水溫從海面直到水下的幾百米,都在零下1.9℃左右,而栖居在這種環境中的某些魚類,血液的冰點卻在零下2.0℃到零下2.1℃之間,由于血液的冰點比海水的冰點要低一些,所以它們在低溫下生活,才不緻被凍死。

與栖息在冰海中的魚類不同的是,栖息在溫帶的魚類,它們血液的冰點卻隻有-0.8℃左右,這些魚類,就無論如何都不能在酷寒的海水環境中生存了。溫度魚類的血液冰點下降,主要由存在于血液中的低分子物質,尤其是氯化鈉(NaCI)在起作用。于是自然會讓人聯想到,是否生活在冰海裡的魚類的血液中,含有更多的鹽類。就目前人類所知,氯化鈉等鹽類對生活在南極海域魚類血液冰點下降所起的作用,還不到70%,這就使人想到,那一定是有另外的物質在起着神秘的作用。

抗凍物質

在1953年,美國沃茲堡海洋研究所的斯科蘭德等人發現,生活在南極海域的魚類血液中,都存在着一種高分子物質,正是這種物質使得這裡的魚類血液冰點降低。随後,他們為闡明這種物質作了大量的研究工作。1970年前後,美國加利福尼亞大學的德佛裡斯等人又指出:上述那種具有抗凍作用的高分子物質,實際上是糖類和蛋白質結合在一起的一種糖蛋白質。

他們從生活在南極海的,兩種特殊魚類的血液中分離出一種糖蛋白質,稱為“冰點下降糖蛋白質”(縮寫為FPD糖蛋白質,FPD是英文freezing point de-pression的縮寫)。它們主要有三種,用超速離心法和滲透壓法測定它們的分子量時表明,三種FPD糖蛋白質的分子量分别為:11.000、17.000、21.500。三者之間除分子量不同外,在化學組成上沒有任何差别。

這種被分離出來的FPD糖蛋白質的作用,并不能通過摩爾濃度與冰點下降度之間的關系來說明(通常溶液中溶質的摩爾濃度越大,冰點的下降度越大)。這三種糖蛋白質雖然其都是化學性質一樣的蛋白質,但當其結構成較大分子量的此類糖蛋白質時,其分子量越大,抗凍效果就越明顯地增大。

如果我們用每毫升溶液所含溶質的毫克數這樣一種濃度,來與糖蛋白質和氯化鈉對冰點下降的作用相比較,就會發硯:當濃度都在10毫克/毫升以下時,雖然NaCI的作用比FPD糖蛋白質要大,但是當按摩爾比計算時,FPD糖蛋白質的作用,實際上要比NaCI的效果大約200~500倍。此外,研究者還發現,FPD糖僅起着降低血看障低血液冰點的作用,而對物質的熔點幾乎沒有影響。存在于魚血液中的三種FPD糖蛋白質的濃度,總濃度為8毫克/毫升左右,它能使血液的冰點降低約0.6℃。

由此可見,極地冰海中的魚類在長期的進化中生成了能适應環境的特珠物質,如FPD糖蛋白質,以及NaCI等鹽類所起的作用,終于能使魚類巧妙地降低血液的冰點,從而使海水的溫度高于它們身體血液的冰點,它們也就可以自由自在地在極冰下生活了。

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