为什么鱼冻不死?为什么呢?

Question

为什么鱼冻不死?
为什么呢?

Answer 1

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.不过一套详细的计算机模型为一种理论提供了有力的支持,这种理论就是：抗冻蛋白质通过依附在冰晶之上并迫使其改变形状来阻止冰晶大量生成----就好像把石头放在枕头上,枕头就变形了.
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