冰雪世界的藝術家

（德國之聲中文網）南極海與北極海常年被茫茫寒冰覆蓋著，生存條件的異常嚴酷,使這裡看上去似乎並不適合生命的生存。雖然有北極熊在封凍的冰面上出沒，魚類與海豹等各種海洋生物在海洋中游弋。可是對許多人來，北極海冰只不過是一塊塊冰凍的水塊，不過這個印象完全是不正確的！

冰層中的孔隙和細小鹵水管道都是微小植物、生物的藏身之地，這裡生活著細菌、真菌、藻類、扁形動物、小螃蟹等生命體。他們生存的空間幾乎只有一根頭髮絲那麼寬，而且它們生活的環境往往鹽度非常高，因為當海水結成冰塊時，鹽是不會結冰的，可以為生命體補充其需要的氧分。

對於這些冰層住戶來說，零下20度是家常便飯。他們始終要面對，自己的家園--生存空間隨時都會有完全冰封、消失的危險。就好比一個人站在一個房間，而房間的牆壁兩側逐漸向中間移動，聽起來像是恐怖片裡面的情節！但是這些生存大師們往往各有其招來應對困境。

抗凍耐寒有訣竅

很多生活在冰層的生物體都會生產抗凍蛋白，並把這種物質傳送到水中。這種蛋白質能與已產生的冰晶相結合，防止晶格凝結，這樣冰晶體積會保持不變，因此對生物體不造成危險。位於不萊梅港（Bremerhaven）的阿爾弗雷德‧韋格納極地與海洋研究所（Alfred-Wegener-Institut）發現，單細胞海冰硅藻圓柱擬脆桿藻（Fragilariopsis cylindrus）會生產一種特殊的抗凍蛋白。

這種抗凍蛋白不但可以改變冰晶的大小，還可以改變其內部結構，這樣就可以改變冰的孔隙度。研究員格哈迪說："我們估計，這種抗凍蛋白可以從根本上改變冰，這種方式會讓鹽仍然保留在冰體渠道裡面，鹽如果留在這些細小的通道，冰孔隙的凍結就變得更加困難。"這種抗凍蛋白使得冰不會結成實心的大冰塊，而會形成結構鬆散，有多個孔隙與小管道的冰晶網，這正適合海藻的生存。科學家們證實，在周圍環境特別冷或者是鹽分高的時候，圓柱擬脆桿藻就會分泌這種抗凍蛋白。

八仙"住"海 各顯神通

除了抗凍蛋白質外，很多冰層住戶還有別的絕招：它們可以分泌一種粘稠物質，比如大型聚合糖分子，在其周圍形成一個保護殼來對抗其周圍的環境。其原理有點類似潛水衣，當潛水員潛入水中時，潛水衣可以防止、減少身體與海水之間的交換，來減慢潛水時體溫散失的速度。

不僅僅是冰，極寒冷的溫度也是生命體的大敵。過低的溫度會使細胞的細胞膜變硬，變脆而失去功效。所以一些冰層"坐地戶們"會生產大量的不飽和脂肪酸細胞膜，這種物質往往會使細胞膜變得更加柔軟和有韌性。

除了結冰、低溫之外，這些生命體的生存還有另外的挑戰：鹽量過高。生存環境中，高鹽度通常來說對生物是有害的：如果生物周圍的環境鹽份高過於生物體內的鹽分，為了稀釋鹽分，平衡體內外鹽濃度，生物體內的水分就會從細胞流出體外，不過細胞內水份太少就會導致生物的死亡。不過，這些存活藝術家們想出了一個絕招來對付這個自然規律：經過內部積累，生物體內會生產許多如脯氨酸、氨基酸、甘露醇等糖類化合物的分子，這些物質就像外部環境的鹽份一樣，也需要再稀釋，為了恢復體內的平衡，水就會仍然留在細胞裡。

南北極在一年中，有一半的時間是極夜。不過，就算有太陽照射，往往進入到這些冰層住家的只有微弱的光線，特別是住在冰層很厚，而冰表又被雪覆蓋著的"樓層"，採光條件更為惡劣。許多依賴光合作用的生命體，比如藻類生物，用自身的調整來適用這種弱光條件，它們或者可以非常有效的捕捉光線，或者是本身可以生產大量所需物質。它們甚至可以自己決定吸取營養的方式：在黑暗的六個月裡，他們切斷依賴光合作用的營養方式，而以海水沖進他們細小的鹽管中的營養素來維持生存。

總而言之，細菌，藻類，蟹和其他物種用他們特有的方式與惡劣的自然條件鬥志鬥勇，頑強的活在這個看起來幾乎沒有生存條件的地方，為南北極帶來了勃勃生機。

作者： Brigitte Osterath 編譯：文木

責編：李京慧