南極搖蚊是如何生存下來的？

南極大陸號(hào)稱“生命禁區(qū)”，氣溫低到零下四五十?dāng)z氏度是家常便飯。但就是在如此惡劣的環(huán)境中，卻有一種神奇的昆蟲安然生活于此，它的名字叫作南極搖蚊，又稱南極蠓。

搖蚊和平時(shí)常見的咬人蚊子一樣，都是雙翅目長角亞目昆蟲家族的成員。雖然是親戚，南極搖蚊卻長得一點(diǎn)都不像常見的蚊子——沒有翅膀，渾身也黑不溜秋的。而且南極搖蚊口器退化了，并不會(huì)叮人。

但就是這樣一種長得略很丑的小蟲子，卻默默抗住了南極大陸的低溫、大風(fēng)等各種不利生存條件，也為科學(xué)家們揭秘昆蟲適應(yīng)極端環(huán)境的原理作出了杰出貢獻(xiàn)。那么，小蟲子到底有什么天大的本事，能夠世代生息在這片凍土上？

大招一：脫水

脫水防凍是南極搖蚊的大招。當(dāng)呼嘯寒風(fēng)裹著冰雪侵襲而來時(shí)，南極搖蚊會(huì)流失掉70%的體液，來防止自己被凍成冰棍。隨著水分減少，南極搖蚊身體內(nèi)幾種抗凍物質(zhì)的濃度得到了提升，比如海藻糖和赤蘚糖醇。

南極搖蚊減少水分和提高抗凍物質(zhì)濃度的過程，其實(shí)是一種被稱為“快速冷馴化”的生理變化。通俗來說，快速冷馴化就是降溫時(shí)別一下子降太猛，一點(diǎn)一點(diǎn)降的話，生物體就能做出一些適應(yīng)性的變化來抵抗極端低溫環(huán)境。

決定南極搖蚊能否存活的臨界溫度是零下9攝氏度。科研人員為了測試南極搖蚊冷馴化的效果，進(jìn)行了一個(gè)對比試驗(yàn)：把一組南極搖蚊從2攝氏度直接扔到臨界溫度；另一組也從2攝氏度開始，但先放在零下5攝氏度凍上一會(huì)兒。

對比兩組的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在中間溫度過度了一會(huì)兒的那組搖蚊受到的損傷較小，而且恢復(fù)期的新陳代謝速率更高，說明快速冷馴化真的有效！

大招二：特殊基因組

南極搖蚊在極地生存的重要秘籍就是它們擁有特殊的基因。南極搖蚊的基因組中一個(gè)關(guān)鍵就是調(diào)控?zé)峒さ鞍椎幕蚱危@可能就是它適應(yīng)嚴(yán)酷環(huán)境的關(guān)鍵秘訣。

熱激蛋白有幫助蛋白質(zhì)進(jìn)行跨膜運(yùn)輸、維持蛋白質(zhì)正常折疊狀態(tài)等作用。遇到極端溫度時(shí)，熱激蛋白就像一塊盾牌，能防止其他蛋白質(zhì)失活，并因此提高生命體對極端溫度的耐受能力。

絕大多數(shù)動(dòng)物只會(huì)在突遭高溫或者低溫刺激時(shí)，才會(huì)生成熱激蛋白來保護(hù)自己。而南極搖蚊特殊的基因組能夠持續(xù)激活熱激蛋白的表達(dá)，讓它整個(gè)蟲生都不怕凍手凍腳！

大招三：搖蚊媽媽有辦法

南極搖蚊的繁殖行為也和其他昆蟲不同。雌性南極搖蚊在產(chǎn)卵時(shí)會(huì)給它的卵寶寶們裹上一層厚厚的膠狀物質(zhì)。

研究證明，膠狀物質(zhì)中含有大量營養(yǎng)物質(zhì)，包括各類必需氨基酸、磷酸鹽以及糖類物質(zhì)，能起到超過常規(guī)食物的促進(jìn)生長發(fā)育的效果。相關(guān)實(shí)驗(yàn)也證明了膠狀物質(zhì)能夠充當(dāng)緩沖保護(hù)層，幫助南極搖蚊幼蟲抵擋脫水和低溫的危害。

對于搖蚊寶寶來說，這層膠狀物質(zhì)既是營養(yǎng)豐富的生長補(bǔ)劑，又是一個(gè)擁有超強(qiáng)防御buff的保護(hù)層，是寶寶們在嚴(yán)寒南極生存下去的關(guān)鍵之一。

大招四：抗凍從卵抓起

此外，雌性南極搖蚊還會(huì)精心選擇產(chǎn)卵地址。南極大陸天寒地凍，哪里比較暖和呢？答案就是冰層土壤中。當(dāng)陸地上刮著刺骨寒風(fēng)、平均溫度低到負(fù)20攝氏度時(shí)，冰層土壤中的溫度卻能保持在0度左右，而且可以躲避大風(fēng)，這里便是南極搖蚊寶寶們生長的地方。

土層中雖然沒有刺骨寒風(fēng)，溫度也不至于低到零下負(fù)幾十度，但還是冷呀。為了獲得更多熱量，南極搖蚊幼蟲的體色發(fā)生了特殊的變化。

搖蚊科幼蟲多呈現(xiàn)血紅色，但南極搖蚊不一樣，體色近乎黑紫色。這是因?yàn)樯钌梢晕崭嗫梢姽猓瑤椭蠘O搖蚊幼蟲獲得更多熱量。

大招五：吃草

南極搖蚊幼蟲要面臨的另一個(gè)大問題便是營養(yǎng)來源。地處南極圈邊緣的南設(shè)得蘭群島又冷又貧瘠，地面上沒有什么植物。但幸運(yùn)的是，這里冰層中存活著一些名為Prasiola crispa的藻類，成了南極搖蚊幼蟲的食物。

這些藻類植物能夠生長，靠的是海豹糞便和企鵝糞便的滋養(yǎng)。別嫌臭，這可是昆蟲學(xué)家們的關(guān)鍵信息：一線采集人員透露，要想找到南極搖蚊寶寶，就得找屎多的地兒挖去。

通過對南極搖蚊的研究，科學(xué)家們對昆蟲耐寒性機(jī)制有了更加全面的了解，這將有助于推動(dòng)農(nóng)業(yè)昆蟲的越冬防治工作。同時(shí)，南極搖蚊也為醫(yī)學(xué)進(jìn)步提供了新思路。醫(yī)學(xué)上，器官移植過程中仍有人體組織保存時(shí)間短和活性低的大難題，南極搖蚊的生理特性說不定就是解決這個(gè)問題的關(guān)鍵所在。

（編輯/任偉）