冰河上的冰蟲棲息地正在消失

冰河上的冰蟲棲息地正在消失
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)美國(guó)國(guó)家地理(撰文:DOUGLAS MAIN 編譯:曾柏諺):冰河冰蟲不僅能在冰凍的溫度下繁衍,還身懷神秘特征,棲息更是地正南昌外圍模特預(yù)約(外圍模特)外圍預(yù)約(微信180-4582-8235)一二線城市真實(shí)上門外圍上門外圍女,快速安排30分鐘到達(dá)相當(dāng)緊急的研究課題──因?yàn)樗鼈兊臈⒌卣谙А?br>乍看之下,消失冰河似乎是冰河冰蟲處毫無(wú)生機(jī)的不毛地帶,不過(guò),棲息事情總沒有表面看起來(lái)那么簡(jiǎn)單:冰河是地正許多微小生物的家園,它們共同構(gòu)成了一個(gè)繁榮的消失寒冷生態(tài)系。
在這樣的冰河冰蟲生態(tài)系中,于北美洲西部最引人注目的棲息就是「冰蟲」(ice worm)。細(xì)如牙線的地正避日冰蟲(Mesenchytraeus solifugus)約有1.3公分長(zhǎng),遍布于太平洋西北部、消失不列顛哥倫比亞,冰河冰蟲以及阿拉斯加的棲息南昌外圍模特預(yù)約(外圍模特)外圍預(yù)約(微信180-4582-8235)一二線城市真實(shí)上門外圍上門外圍女,快速安排30分鐘到達(dá)冰河上。在夏季的地正午后與夜晚,這些黑色小蟲會(huì)成群出沒,大啖藻類、微生物,以及其他冰河表面的有機(jī)碎屑;當(dāng)破曉來(lái)臨,冰蟲們才紛紛鉆回冰下;而在冬季,它們則消失在冰層深處。
這些蚯蚓的遠(yuǎn)親生活在伴隨著冰與雪的冰冷水層中,并能在攝氏0度以下成長(zhǎng)。這對(duì)大多數(shù)生物而言根本是天方夜譚,尤其對(duì)環(huán)節(jié)動(dòng)物這樣沒有任何隔熱層的變溫動(dòng)物來(lái)說(shuō)更是不可能,那么冰蟲是怎么做到的呢?科學(xué)家目前在冰蟲身上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)好些訣竅,并指出,了解這些怪家伙對(duì)人們而言非常重要──也相當(dāng)急迫。
羅格斯大學(xué)研究冰蟲長(zhǎng)達(dá)25年的研究員丹尼爾.謝恩(Daniel Shain)表示,愈是了解這些動(dòng)物如何忍受極端環(huán)境,對(duì)我們理解地球內(nèi)外生命的極限就愈有幫助。
但冰河正在消失,冰蟲也隨之毅然。賓夕法尼亞州哈弗福德學(xué)院的生物學(xué)家雪莉.朗格(Shirley Lang)說(shuō)明,如果冰河以目前的速度繼續(xù)融化下去:「我有點(diǎn)覺得它們總有一天會(huì)消失,我們希望在冰蟲消失之前,能盡可能認(rèn)識(shí)它們。」
冰蟲之謎
生物學(xué)定律限制生物在溫度下降的時(shí)候,除身體的反應(yīng)會(huì)趨緩?fù)猓盍σ矔?huì)下滑。在這種情況下,恒溫動(dòng)物必須耗費(fèi)能量,來(lái)維持相對(duì)恒定的體溫;變溫動(dòng)物則變得遲緩,甚至在太冷的時(shí)候會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)──但冰蟲可不來(lái)這一套。
謝恩說(shuō):「愈冷它們愈有活力,這太矛盾了。」
謝恩與門下博士朗格近年來(lái)所發(fā)表的一系列論文研究,有助于解釋箇中原由。這一切都與一個(gè)特殊分子有關(guān)──三磷酸腺苷(ATP)。 ATP就像是細(xì)胞中的能量貨幣,推動(dòng)著體內(nèi)大部分的反應(yīng),而ATP由一種復(fù)雜的酵素─ATP合成酶─制造,這種酵素在所有已知的生物體內(nèi)幾乎都是相同的;此外,ATP合成酶的工作效率接近100%,這等效率在人造物上可是聞所未聞,讓生化學(xué)家敬畏不已。謝恩說(shuō):「它是臺(tái)非凡的機(jī)器。」
不過(guò),冰蟲稍稍改進(jìn)了一下它們的機(jī)器:在制造ATP合成酶的DNA上出現(xiàn)了額外的片段。這項(xiàng)變更似乎有助于加入ATP合成酶制造ATP,為此謝恩表示:「就像臺(tái)渦輪增壓器一樣呢。」
謝恩說(shuō),這種演化很難解釋,不過(guò)冰蟲可能偷了一大團(tuán)科學(xué)家曾在高海拔真菌身上見過(guò)的遺傳物質(zhì)。若事實(shí)真是如此的話,這種「遺傳竊盜」的現(xiàn)象就顯得格外異常,因?yàn)橐话愣裕祦?lái)的基因并不會(huì)并入負(fù)責(zé)制造ATP的粒線體內(nèi)。
除了基因增加,冰蟲還有一個(gè)變?cè)爝^(guò)的細(xì)胞「控溫器」,讓細(xì)胞在寒冷的環(huán)境中也能生產(chǎn)ATP。綜合這兩項(xiàng)變異來(lái)看,意味著冰蟲細(xì)胞中的ATP濃度比大多數(shù)生物要來(lái)的高,這有助于解釋它們?nèi)绾卧诳岷羞€保持活力。
朗格計(jì)畫開拓其他理論來(lái)解釋冰蟲豐沛的活力。在冰蟲身上充滿了黑色素(melanin),而黑色素在人類身上,可以保護(hù)皮膚免于紫外線的傷害;但在冰蟲身上,黑色素可是遍布全身,從大腦、腸道乃至于肌肉都有。有些研究認(rèn)為,黑色素在某些情況下,或許能夠攔截太陽(yáng)輻射中的能量,而朗格懷疑這可能就發(fā)生在冰蟲身上,并希望來(lái)測(cè)試看看這個(gè)想法。
雖說(shuō)人們?cè)谖鞑匕l(fā)現(xiàn)過(guò)另一個(gè)近似物種,但基本上冰蟲除了生活在沿海的冰河上之外,世界其他地方都找不到它們身影;人們對(duì)它也幾乎一無(wú)所知,固然冰蟲可已在攝氏零度的環(huán)境中生存,但如果是更低于這個(gè)「甜蜜點(diǎn)」的酷寒,它們就無(wú)法忍受了。
吃與被吃
除了令人瞠目結(jié)舌的能量關(guān)系外,冰蟲也是人們知之甚少的生態(tài)系一員。華盛頓州立大學(xué)的生物學(xué)家史考特.霍塔林(Scott Hotaling)解釋道,冰蟲與輪蟲、水熊蟲、藻類、真菌,以及其他微生物共存。它們甚至還是鳥類的食物呢。
霍塔林與同事已經(jīng)觀察到至少五種鳥類會(huì)吃冰蟲,并表示在雷尼爾峰 (Mount Rainier)這樣的地方,這種無(wú)脊椎動(dòng)物是項(xiàng)相當(dāng)重要的食物來(lái)源,諸如嶺雀(rosy finch)就會(huì)大量捕食它們,并將冰蟲喂給雛鳥。
鳥類或許也能解釋這些小動(dòng)物是怎么從一條冰河傳播到另一座冰河的。謝恩說(shuō),不同地點(diǎn)的冰蟲在遺傳結(jié)構(gòu)上有所差異,阿拉斯加的冰蟲可能與太平洋西北部的冰蟲是不同物種。
霍塔林的研究發(fā)現(xiàn),活的冰蟲除了可以藉由黏附在鳥類羽毛或是腳爪上來(lái)移動(dòng),也或許有些能從鳥類腸道中存活下來(lái)。例如,在溫哥華島 (Vancouver Island)上的一個(gè)冰蟲族群,就與南阿拉斯加的一個(gè)族群親緣關(guān)系相近,表明在最近可能曾有一只或數(shù)只冰蟲被鳥帶了過(guò)去。
不過(guò)能解開冰蟲之謎的時(shí)間不多了。有些冰蟲所在的冰河已經(jīng)消失,比如在華盛頓州北喀斯喀特(North Cascades)的萊爾冰河(Lyall Glacier )和路易斯冰河(Lewis Glacier);其他冰河也正逐漸萎縮,好比位于雷尼爾峰南側(cè)同為冰蟲家園的尼斯夸利冰河(Nisqually Glacier),在2003至2015年間,平均每十天就后退90公分。
演化遺傳學(xué)家喬安娜.凱利(Joanna Kelley)與霍塔林正致力于定序冰蟲的基因體。這項(xiàng)任務(wù)相當(dāng)困難,部分原因在于冰蟲身上充滿了黑色素,而它們會(huì)附著在DNA上干擾基因體定序技術(shù)運(yùn)作。
兩人希望能在為時(shí)已晚之前解開冰蟲的其他秘密,霍塔林說(shuō):「我覺得我得加緊腳步研究這些動(dòng)物了。」
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