非“宜居帶”的生存奇跡

熊鷹 琳達(dá)

最耐寒的生命：用自身制造抗凍劑

如果動(dòng)物的體溫低于5攝氏度，動(dòng)物體內(nèi)的生物催化劑——酶的活性就會(huì)大大降低;如果體溫低于零攝氏度，細(xì)胞周圍就會(huì)產(chǎn)生冰晶，吸走細(xì)胞中的水分，損傷細(xì)胞。

一般哺乳動(dòng)物和鳥類能通過自身的新陳代謝系統(tǒng)維持體溫，它們還能通過毛皮、鯨脂等抵抗寒冷。南極的帝王企鵝擠在一起互相取暖能抵擋零下60攝氏度的寒風(fēng)。

不過，許多不能通過自身新陳代謝系統(tǒng)產(chǎn)生體溫的動(dòng)物仍然能在極端寒冷的環(huán)境中生存。比如一種昆蟲狀生物——北極跳蟲，在寒冷的冬天，它們能夠在體內(nèi)合成抗凍分子，降低體內(nèi)液體的“冰點(diǎn)”;它們的身體還能制造一種抗凍劑，防止細(xì)胞在冷凍過程中受損。

一些地球生物甚至能在凍僵的情況下存活，譬如剛孵化不久的西部錦龜、北美林蛙等，在極端寒冷的環(huán)境中，它們能產(chǎn)生和使用抗凍劑來保護(hù)身體最重要的部分。加拿大埃爾斯米爾島的燈蛾毛蟲堪稱是地球上最極端的耐寒動(dòng)物，它能在零下70攝氏度的狀態(tài)下冬眠，即使它的血液和其他細(xì)胞外液體都結(jié)了冰，它仍能存活。南極線蟲更加離譜，它可以任由自身的細(xì)胞結(jié)冰，卻讓細(xì)胞核等其他細(xì)胞器官處于非結(jié)冰狀態(tài)?？茖W(xué)家相信，它們的身體能夠合成一種特殊的“冷凍保護(hù)劑”，使冰晶的邊緣變得光滑，防止細(xì)胞受到傷害。

最耐熱的生命：在沸水中“舞蹈”

由于地表溫度過高會(huì)導(dǎo)致水分蒸發(fā)，高溫對(duì)大多數(shù)生命來說都是一種威脅。但海底生物不存在水分蒸發(fā)問題，所以在100攝氏度左右的深海熱液噴口附近，仍有一種名叫“Strain121”的嗜熱微生物生存。這種生命體能承受的最熱溫度是121攝氏度，在130攝氏度的環(huán)境中仍能生存，只是無法繁衍。

這些生物和人類最主要的不同是，它們的蛋白質(zhì)和DNA更加緊湊，能抵抗更高的溫度?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，多細(xì)胞生物一般很難抵擋這種高熱，細(xì)胞內(nèi)帶有一個(gè)細(xì)胞核的真核生物，沒有一種能在60攝氏度的高溫中存活，除了一種生活在海底熱液噴口附近的蠕蟲。這種蠕蟲的尾巴通常會(huì)粘附在80攝氏度高溫的熱液噴口上，而它們身體的其余部分則會(huì)遠(yuǎn)離“高熱區(qū)”。絕招在于它們的尾巴含有一種在高溫下也處于穩(wěn)定狀態(tài)的膠原蛋白質(zhì)。

最耐旱的生命：沒水也能活120年

許多動(dòng)物都能忍受一段時(shí)間的干旱，但如果幾十年都不喝一滴水，大多數(shù)動(dòng)物都不可能存活，因?yàn)樯锏乃屑?xì)胞都需要水作為化學(xué)反應(yīng)的媒介，保持細(xì)胞膜的完整。不過，仍有幾種生命特別“耐渴”，比如一些節(jié)肢動(dòng)物、輪蟲、線蟲類蠕蟲。一旦干旱，它們會(huì)將自己蜷成小球，并關(guān)閉身體的所有新陳代謝系統(tǒng)，然后“耐心等待”環(huán)境改善。

一種名叫水熊蟲的小型無脊椎動(dòng)物堪稱是地球上最耐旱的生命，它在沒水喝的情況下可以通過這種“特殊手段”存活120年。

最龐大的生物：有1350個(gè)足球場(chǎng)大

地球上最大的動(dòng)物是藍(lán)鯨，成年藍(lán)鯨長(zhǎng)達(dá)30米，重達(dá)190噸。盡管如此，仍有其他類型的生物可以令藍(lán)鯨“小巫見大巫”。

地球最大的有機(jī)生物是美國(guó)俄勒岡州馬胡爾國(guó)家公園中一種綽號(hào)“巨型蘑菇”的蜜環(huán)菌。1998年發(fā)現(xiàn)這個(gè)“巨型真菌”時(shí)，它占地965公頃，至少相當(dāng)于1350個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)大。按照生長(zhǎng)速率估計(jì)，它的實(shí)際年齡可能高達(dá)8650歲，所以它也可能是地球上年齡最老的生物之一。

目前地球上最大的植物是美國(guó)加利福尼亞紅杉國(guó)家公園中的一棵美洲杉，其樹干體積約1500立方米。地球上最高的樹同樣生長(zhǎng)在美國(guó)，那棵紅杉高達(dá)115米。這個(gè)高度幾乎是樹木能夠長(zhǎng)到的極限，因?yàn)樵俑叩脑?，高處的樹葉很難通過毛細(xì)管作用從根部往上吸水。

最耐高壓的生命：家在海底萬米深處

海水越深壓力就會(huì)越大，當(dāng)海象和抹香鯨這樣的哺乳動(dòng)物潛到1000多米的海底深處后，它們的肺和胸腔被海水?dāng)D壓得不留絲毫空氣，潛水時(shí)不能保持呼吸。雖然它們還能潛得更深，但只能多潛幾百米。

令人難以置信的是，在海底1萬米的深處——世界最深海溝“馬里亞納海溝”，即使那兒的海水壓力是地表大氣壓的1000多倍，以前認(rèn)為這些不可能有生命存在的地方，仍然存活著許多奇怪的魚類和蝦;而在海底8730米的深處，則生活著更多的魚類、線蟲、其他蠕蟲以及細(xì)菌。

為了能在深海的高壓環(huán)境下生存，這些深海生物都具有更加柔韌的細(xì)胞膜，而且它們的飽和脂肪也被多種不飽和脂肪取代。