昆虫的防冻“战略”

法国的一位生物学家,几年来一直在研究昆虫在严寒气温下的生存能力。他发现,许多昆虫能依靠自己淋巴液或血液中的“防冻剂”御寒。有的昆虫则能逐步适应冷冻:即以凝冻状态越过整个冬天,而在气候转暖时再发生融化,恢复原来的生命力。

科学家早就知道,昆虫血液中的甘油能降低其凝固点,使血液在温度低于摄氏零度时仍能保持液态。正在从事这方面工作的学者们发现,某些蛋白质同样能使昆虫在冷冻条件下生存下来。防冻蛋白质便是其中之一,它能产生与甘油相似的防冻效果,阻止血液和细胞的结冰。因为,昆虫与一些高等动物不同,昆虫的血液循环是开路的——没有静脉、动脉和毛细血管。但它们也有一个心脏,把载有营养成分的血液通过循环系统泵到细胞中去。目前, 科学家在一些极地的鱼类中,也发现了类似的蛋白质。

然而有些昆虫的生存战略却截然不同。它们含有另一种称为促冻剂的蛋白质,非但不能降低血液的冷冻点,反而起升高作用。在这种蛋白质的作用下,昆虫的血液最终确实结成了冰,但细胞中的甘油或防冻蛋白质却能保护细胞免于结冻。当气候回暖时,昆虫又解冻复原了。不过,如果寒潮来得过于迅猛和突然,这种倒霉的昆虫就难逃一死了,因为它们的防冻系统无法及时发挥作用。到目前为止,科学家发现大约有 15 种昆虫能施展这类防冻本领,其中绝大部分是甲虫科昆虫。

昆虫按照对低温的反应可分为几个类群。有些昆虫如果温度降低到发育下限就不能长久存活。另一类在低温下可以进入休眠,此时它们的活动及发育完全停止,一直到温度超过它们的活动发育阈限时,活动和发育才重新开始。第三类是昆虫通常在特定的阶段越冬,在生理上作了适应并能存活过极寒冷的冬季。昆虫以这种称为“滞育”的状态继续休眠,直到极寒冷的危险过去为止。

昆虫的防冻“战略”提高了它们对恶劣环境的适应能力。日本科学家发现,在喜马拉雅山的冰川中生活着一种最耐寒的昆虫,它们的一生都在冰川中度过。它是一个新种,成虫体长约 3 厘米,双翅退化,不能飞翔。雄虫几乎在冰中度过一生,雌虫仅在白天爬行在冰川表面。据分析,它们是依靠摄食冰雪中的细菌或雪藻为生的。这种昆虫虽然耐寒,但十分怕热,如果将它放在手心上,它就会被热晕过去,若再把它放回冰上,它又会很快复苏。