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冰虫是分布在寒冷冰川中的一种环节动物。没有翅膀,有用于咀嚼的口器。它们在夜间很活跃,晚上它们会爬到雪地上,吃被冻僵的其他昆虫。 终年生活在冰雪中,其生存机理仍然不十分明确。因为冰虫的奇特生态环境,对于研究寒冷状态下的生命活动有重要意义。冰虫研究正获得越来越多的关注。[1]
简介
冰虫做为Melanenchytraeus solifugus是由Emery在1898年首次报道的。是由1894年在第二次阿拉斯加Mount Saint Elias探险中采集的Malaspina Glacier样品中获得。Moore(1899),后来给这虫子更名为Melanchytraeus solifugus,并且在世界上首次对此种进行了确认。
形态学研究发现了两个亚种:M.solifugus分布在北方,M.solifugus rainierensis分布在南方,此外研究还发现温哥华岛里分布的冰虫和其他地区有一些小的差异(Tynen, 1972)。
冰虫 (Mesenchytraeus solifugus)是唯一一种已知的在冰中生活的动物。冰虫表面为黑色,属环节动物,有生殖带,寡毛纲,最多4CM长。也是目前所知最耐寒的生物,分布在寒冷冰川中,是地球上极少数在0℃以下生存的生物。冰虫的酶在接近0℃时仍有活力;但若温度超过5℃酵素便会消化其细胞膜,把冰虫本身给溶化。
生活环境
冰虫主要分布在太平洋北部的沿海冰川中,是唯一一种终生生活在0°C左右的冰川环境中的动物。在美国主要分布在阿拉斯加南部到奥勒冈州(纬度大约相当于我国的黑龙江)北部广大沿海区域(内陆没有发现)。在俄罗斯、格陵兰岛等地也有类似动物发现。
冰虫可以在很多种生境中存在,包括雪地、陡峭的冰凌(steep avalanche cones)、冰川缝隙表面(crevasse walls),冰河和冰池(glacial rivers and pools),以及坚硬的冰川硬冰中。但是一般认为在质地比较稀松的地区分布更为多。在坚冰中爬行的冰虫多见于科学家的口头描述中。
生活习性
由于寒冷地区特殊的天气状况,在冬天进行实地调查的活动还没有报道。而且由于冰虫一般是在夏季活动,所以关于冰虫夏季的活动研究比较多。
冰虫可以活动的温度范围很小,Wikipedia资料称,冰虫生活的温度范围很小,在-6.8°C的时候会体内结冰,而持续性的高于5°C则会分解。这个分解过程被称作“自溶”,是细胞产生融解酶作用的,随后虫体会逐渐融解掉。关于具体的温度范围,不同的资料也有微小的差异。
冰虫有非常明显得昼出夜伏现象,这主要是由温度决定的。在冰虫的分布地区,夏季的时候冰表面温度往往会升高到高于5°C,因此容易破坏冰虫体内酶的活性。经过科学观察,冰虫一般傍晚从冰中钻出觅食,清晨阳光出现时便会钻回冰中。
科学家对冰虫如何越冬仍然没有定论。因为冰虫在很低的温度下会冻僵,而阿拉斯加冬季温度可以低于-40°C,因此关于冰虫如何越冬的依然无法解答。但是有许多假说。有人认为冰虫在冬季时候会躲避在积雪层中过冬。因为积雪层温度相对比较高,比较适合冰虫的生理特点。也有人认为冰虫会产生一种类似哺乳动物冬眠的生理状态,等温度适合时候再重新活化。
解开冰虫的越冬奥秘对研究多细胞动物组织或器官冷冻保存非常有意义。
食物来源
冰虫最主要的食物来源是冰表面生活的微型藻类和细菌。另外也有报道认为,冰虫的摄食过程也是不加分辨的吞食的。只要是冰表面的有机物都会被吞食掉。
寿命
相关的专门实验还没有开展。Shain是目前世界上研究冰虫最权威的专家。他曾经将冰虫放进冰箱中培养,没有投喂任何食物,冰虫存活了两年之久。Shain推断冰虫的寿命大概在五年到十年之间。
研究意义
NASA2005年资助Daniel Shain教授4,206来研究冰虫。主要是因为冰川温度和很多外星球表面温度类似,他们希望找到生物耐低温的奥秘。另外,美国国家地理杂志也投入资金研究冰虫。他们认为了解冰虫机理对研究在冰冻状态下的器官移植有重要作用。
此外,由于冰虫分布的特点,利用冰虫的分布范围的变化还可以检测世界温度气候。
弱点
可能是世界上最不怕冷的动物。在冰川地区刺骨的寒温下,其他动物几乎被冻成冰棒,甚至连细胞都冻得“咯咯”作响。然而这种低温对于极地冰虫来说却是最舒适的生活环境。科学家发现,冰虫的细胞膜和细胞酶在低温下正常新陈代谢,细胞膜保持固有的弹性。
冰虫不仅抗冻还耐饿。也怕热和怕环境污染。冰虫抵御高温的能力异常脆弱,只要温度高于四摄氏度,冰虫细胞膜就溶化,细胞内的酶也化成一堆干草模样的粘稠物。
视频
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参考文献
- ↑ 普通动物学:第九章 环节动物门(Annelida) ,豆丁网,2020-11-23