为什么南极的鱼不会冻死？

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由于防冻蛋白，生活在南极水域的鱼类的血液不会冻结，尽管温度在0°C左右。这些蛋白质可以防止血液中的水变成冰并损害细胞。
南极是一个非常荒凉的地方。气温远低于冰点，狂风大作，看不到一棵树。什么东西都能在那里生存真是个奇迹。真正让我困惑的是像鱼一样脆弱的生物怎么能在那里生存。
如果你养过金鱼，那么你就知道对气温的改变有多敏感了。是什么使鱼类如此容易受到变化的影响呢？在南极寒冷的水域里游动的鱼是如何生存的？

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冷血生物，我们经常听到的一句话鱼是冷血的，但这到底意味着什么？冷血生物是一种体温取决于周围环境的动物。这几乎在所有鱼类、爬行动物和两栖动物中都能看到。
另一方面，温血动物可以保持自己的体温。大多数温血动物在适应一系列温度时几乎没有问题。这主要见于哺乳动物和鸟类。一些鱼类已经适应了温血系统，如太平洋蓝鳍金枪鱼，它表现出来自动脉和静脉的热量交换。在夏威夷发现的一种月鱼科鱼类实际上是完全温血动物。
南极海洋的鱼类并非如此。它们具有冷血动物的组成，但进化出一种有趣的适应。

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这是一条欧巴鱼，唯一真正的温血鱼。
冰冻温度的危险，血液必须保持流遍活体动物的身体。血液将氧气和营养物质输送到我们身体的各个部位，那么南极地区的普通血液会怎样呢？
首先，我们血液其中90%是水。这意味着我们的血液会在南极水域冻结。由于海洋中的盐含量，水的冰冻温度降至-1.9°C 。这种低于零度的温度会导致血液中形成冰晶。当冰晶在我们的血液中形成时，它们会伤害我们所有的细胞，就像针戳我们细胞的精致气球一样。
像鱼这样冷血动物必须找到其他方法来对抗这些冰冻温度，因为它们不能指望自己的体温来拯救它们。
那么，这种特殊的鱼究竟是如何战胜霜冻的呢？血液中含有防冻血！
防冻血是指可以添加到水中以降低其冷冻温度的某些化合物。典型的防冻血的工作方式是防止冰晶的形成。
在北极鱼类中，这些特殊的化合物是鱼体内的防冻蛋白。它们就像体内任何其他蛋白质一样产生。
现在，这些蛋白质有什么作用来防止血液冻结？

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卵形冰鱼，血液中含有防冻蛋白的众多鱼类之一。当水压缩成特定的晶格时，就会形成冰。这意味着随着分子越来越接近，水会凝结，并且随着它们的分子间空间减小，水分子相互吸引得更强烈，从而形成晶格。
鱼血液中的防冻蛋白进入这些晶格并阻止它们连接在一起。如果阻止晶体相互连接，它们就不能在血液中形成冰。他们不能形成大到足以对身体造成任何伤害的冰晶。
有趣的是，这不是我们看到这种能力的唯一地方！
自然界中的防冻剂，南极鱼类并不是唯一进化出这种有趣适应的生物，防冻蛋白实际上存在于许多其他生物体中。
这种适应在许多原始生物中都能看到，例如海冰硅藻和某些细菌，但也见于更进化的生物，如雪霉菌甚至某些甲虫！

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黄粉虫甲虫是另一种血液中含有防冻蛋白的物种
有趣的是，这些适应以不同的方式演变，但最终实现了相同的结果。在进化的研究中，这种现象被称为趋同进化。简单来说，它就像地图上的许多不同路线，它们以相同的目的地结束。
这些防冻蛋白令人兴奋的是，它们实际上也可能对人类有用！
在保存组织时，它们可以用作冷冻保存的申请人，特别是在医学中。这些化合物可用作对人体有毒的现有防冻化合物的天然替代品。
它也可以用于农业。冻害是植物的巨大破坏因素，因此使用这些天然多肽化合物可以帮助植物度过特别严酷的冬天。