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“凍僵小魚”科學版,魚真會被凍僵嗎?

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 自然傳奇 來源: 逍遙右腦記憶

最近,一則據說是北京市東城區高考一模作文題的短文,在互聯網上引起了關注:

一條魚逆流而上,他以精湛的游技,沖過淺灘,劃過激流,繞過層層漁網,躲過水鳥的追逐。他不停的游,最后穿過了山澗,游上了高原。然而還沒來得及發出一聲歡呼,很快就被凍僵了。

我們先不去管這則作文題的真假,也無論那些衍生出來的咆哮版、凡客版,純粹做點科學考據:一條逆流而上的魚,真的會凍僵嗎?

以人類,特別是身處溫帶的人類體驗來看,水似乎是比我們身處的空氣更冷的世界。然而這又一次是我們的錯覺,水是常見流體中比熱容最大的物質,加之水的密度比空氣大得多,因此如果現在這個溫度下必須“光屁股”,我寧愿待在風中而不是相同溫度的水池里——水帶走我體溫的能力遠高于空氣。別忘了,人類是體溫37℃的恒溫動物,而魚不是,對魚來說,水是更加溫和的環境。

對于淡水魚,它的生存環境最低溫不過就是0℃,即冰水混合物的溫度。因為冰的密度小于水,結冰后會漂在水面阻隔外界低溫,同時結冰本身還會釋放凝結熱。當然,如果水全凍住,那水里的魚就慘了。不過,“題目”中的小魚能一直游,顯然沒有被凍結在冰中。當冬季來臨時,必須面對冷水的魚早就儲備了足夠的脂肪,它的肝臟也會儲存大量的營養,應對能量消耗。最關鍵的,魚體液內的蛋白質和糖的濃度也迅速升高,過冬的魚體內葡萄糖的含量可以達到夏天時的1倍多。蛋白和糖的增加使得魚體液的冰點下降約1度,避免了0℃時體內特別是細胞內液體結冰。結冰才是低溫殺死變溫動物的最主要原因——細胞內液體凍結膨脹,細胞破裂死亡。

相比淡水里的魚,海水魚面對的挑戰更嚴峻些,因為鹽水的冰點更低。海水的鹽濃度大約是3%,這會使海水魚面臨的極限低溫再下降約2℃。但是海水魚的體液卻沒有如此高的鹽濃度,如果沒有特殊武器,海冰之下將會無魚。1969年,科學家在極地的一種海水魚體內發現一種特殊的蛋白質,可以把這種魚體液的冰點降低到-2.2℃。后來研究人員又發現了一系列此類蛋白,并通稱其為抗凍蛋白(Anti Freezing Protein)。在抗凍蛋白發現半個世紀之后,2010年,德國波洪大學的科學家才揭示了其作用機理,這些蛋白通過與水分子結合,抑制水分子的不規則運動,從而降低了冰點。

科學家們不但正在嘗試將這些抗凍蛋白通過轉基因的方式轉移到那些不抗凍的農作物體內以擴大這些作物的種植范圍,而且還在實驗用它們改善冷凍食物的口感。

如果有一天你吃到了添加了抗凍蛋白從而變得更細膩的冰激凌,可別忘了嘲笑一下“凍僵小魚”是多么愚蠢的一道作文題。


本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.885221.com/tansuo/396823.html

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