如果人類沒有衣服，他們只能生活在溫暖的熱帶地區(qū) ?，F(xiàn)在的靈長類動物，大多數(shù)生活在回歸線之間 。大多數(shù)動物不喜歡寒冷 。當(dāng)冬天來臨時，能飛能跑的東西會移到低緯度、溫暖的地方 。那些不能移動的人可以住在寒冷的地方，或者依靠厚厚的脂肪和皮毛睡在地下 。
然而，有一些動物不遵守通常的規(guī)則 。它們在極地“定居”，在寒冷中自由活動 。即使溫度降到零度以下，它們也不會打寒戰(zhàn) 。
科學(xué)家們知道，如果溫度低于0℃，對任何動物來說都是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，水很容易在零度以下結(jié)冰，然后體積膨脹 。如果動物細(xì)胞中自由流動的水結(jié)冰 ， 冰晶膨脹會破壞細(xì)胞，導(dǎo)致動物死亡 。因此，為了在零度以下生存 ， 耐寒動物必須有特殊的技能來減少冰晶的傷害 。科學(xué)家們希望解決這些抗寒動物的抗凍技術(shù)，這不僅有助于解決人體器官冷凍移植的損傷問題，而且可以延長人類的平均壽命 。目前，一些身患絕癥去世的的人生前會花重金把自己用液氮凍住 ， 等將來醫(yī)療水平再提高的時候，看看是否能把他們“復(fù)活” 。未來能否正常地活過來，誰也說不準(zhǔn)，只能說科學(xué)家正在慢慢地研究 。
自產(chǎn)防凍液的動物
科學(xué)家首先研究了最著名的抗寒動物木蛙 。在阿拉斯加寒冷的北極地區(qū)，小木蛙即使氣溫降到-14℃，也能健康越冬 ?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，木蛙之所以能有如此神奇的抗寒能力，主要是因為體內(nèi)產(chǎn)生了高濃度的“低溫保護(hù)劑” 。這種“冷凍保護(hù)劑”由尿素、葡萄糖和肝糖原組成 ， 可以防止細(xì)胞在體內(nèi)凍結(jié) 。這和汽車防凍劑有點相似 。當(dāng)“低溫保護(hù)劑”溶于水時，它與水分子緊密相連 。水分子與這種物質(zhì)相連，它們將不再相互作用而形成冰，因此體液不會在零度以下結(jié)冰 。
【最耐寒的動物 最耐寒的動物排名】許多無脊椎動物也有很強(qiáng)的抗寒性 。從蟑螂到毛蟲，許多節(jié)肢動物都能在0℃以下的嚴(yán)寒環(huán)境中忍受數(shù)天 。這些動物除了有“防凍劑”外，還有一種叫做“防凍蛋白”的法寶，這種蛋白喜歡與冰晶相連，可以阻止冰晶進(jìn)一步長大 。在雙重保護(hù)下，節(jié)肢動物體液的冰點通常低于-25℃ 。例如，阿拉斯加有一種樹皮甲蟲 ， 根據(jù)個體差異，它們的體液在-50℃到-100℃的溫度才會結(jié)冰 。這些超級耐寒的甲蟲含有大量的“抗凍蛋白”和甘油等“防凍劑” ， 即使在極寒的條件下也能最大限度地減少結(jié)冰 。
防凍另有高招
在寒冷的南極，南極蠓（一種生活在南極半島的無翅蚊子）可以忍受-20℃的低溫，但它們不產(chǎn)生“防凍劑”或“抗凍蛋白” 。他們的方法是排出體內(nèi)的水分 。大多數(shù)昆蟲最多只能損失20%-30%的水分 ， 但南極蠓在損失70%的水分后仍能存活 。南極蠓在冰天雪地中時，由于其身體的高滲透性 ， 體內(nèi)的水分會向外界擴(kuò)散，從而防止其脆弱的組織凍結(jié) 。畢竟，沒有水 ， 就沒有冰 。當(dāng)然，隨著水分的流失，南極蠓的新陳代謝停止了，看起來它們已經(jīng)死了 。但如果你再加一點水，它很快就會“復(fù)活” 。
然而 ， 防止冰凍并不是動物抵御冰凍的唯一方法 。木蛙等耐寒動物也采用另一種方法，即產(chǎn)生一種叫“冰核促進(jìn)劑”的物質(zhì) ， 這種物質(zhì)與冰晶結(jié)構(gòu)相似，就像種子一樣，可以促進(jìn)冰晶的形成 ， 促進(jìn)冰的生長 。盡管這似乎有悖常理，但如果“冰核促進(jìn)劑”能確保細(xì)胞間而非細(xì)胞內(nèi)發(fā)生凍結(jié)，那么“細(xì)胞外冰晶”造成的損害就要小得多 ， 因為鋒利的冰晶不會破壞細(xì)胞內(nèi)脆弱的結(jié)構(gòu) 。
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