河面结了冰,鱼为什么不冻死?
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鱼是冷血动物,只要血液不结冰就不会死的。虽然河面上结了冰,但河的下面还是液态水,液态水密度最大的温度是4摄氏度,所以鱼儿可以照样游来游去,不会被冻死。
冬天河面上结了一层厚厚的冰,这层冰就像是给河面上盖了一层厚厚的棉被一样,不管外面天气多冷,冰下面的河水都可以保持在4°C左右,所以我们鱼儿可以照样游来游去,不会被冻死,只是没有夏天那么活泼而已。
到现在为止,没有人能说清楚抗冻蛋白质是怎样帮助昆虫、鱼和植物在零度以下生存的。
银鱼、南极鳕鱼等多种生物都会制造抗冻蛋白质来帮助它们在冰水中生存。按理来说,它们体液中会形成冰晶,使脆弱的细胞膜和细胞组织破裂,然而,抗冻蛋白质会依附于冰晶的表面,起到阻遏冰晶的作用。 密歇根大学的伦纳德·桑德尔和阿列克谢·特卡琴科已经证实了这一过程是怎样发生的。当蛋白质依附在冰晶上时,冰就被迫在它们中间膨胀。计算机模型显示,如果膨胀的冰团足够大,冰就会吞掉蛋白质,而不是继续生长。这就延缓了冰晶的膨胀。
桑德尔说:“如果冰的生成过程比较缓慢,更多的蛋白质就会依附上来,而不是被吸收,这样冰就没有足够的时间来‘吃掉’它们。这一过程被破坏,冰就停止生成。”当冰停止生成后,四周的液体就会冷却到冰点以下。一些动物在体液达到零下2摄氏度时仍然能够生存。
研究人员用不同形状的蛋白质在这个模型中进行了测试,以推测在冰重新形成之前水能被冷却到什么程度。模型显示,球形蛋白质是最有效的,因为它们没有可以让冰优先攻击的地方,而棒状的蛋白质就不行,因为冰可以很容易地在它们的两端生成。
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