提到極地探險,很多人默認最大敵人是低溫,實則不然。北極夏季凍土層融化后蚊子成群,而更冷更荒涼的南極卻截然相反,95%面積被厚冰覆蓋、暖流被阻擋,連細菌都難存活,卻藏著南極唯一土著昆蟲——沒翅膀不吸血,已存活數(shù)百萬年。這是什么物種?靠什么存活?
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南極洲唯一的“釘子戶”
要搞懂這蟲子有多牛,我們得先清楚南極的環(huán)境有多極端。
北極雖然冷,但已知有兩千多種昆蟲,生態(tài)圈還算熱鬧。南極就不一樣了,只有一種原生昆蟲。這蟲子叫南極搖蚊,學(xué)名Belgica antarctica。
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聽到“蚊”字,大家大概率會下意識緊張,擔(dān)心它是不是要吸血。這里要給它正個名,雖然名字里帶“蚊”,屬于搖蚊科,但它和夏天煩人的吸血蚊子完全不是一類。
南極搖蚊的成蟲沒有翅膀,也沒有吸血的口器。通體發(fā)黑,個頭只有幾毫米,看著有點像小螞蟻。
19世紀末,比利時科考隊在南極半島附近首次邂逅了這種小蟲子。當(dāng)時科學(xué)家都很震驚,沒想到在這樣的環(huán)境里還能有昆蟲活動。后來的科考隊不斷向南探索,發(fā)現(xiàn)這小東西的生命力遠超想象,分布范圍一直延伸到南緯69度以南。
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這就很讓人好奇了。昆蟲屬于變溫動物,體溫會跟著環(huán)境變化。南極動輒零下幾十度,每秒十幾米的狂風(fēng)更是常態(tài)。
要是長著翅膀,一飛出去就會被風(fēng)吹到海里喂魚。這么看來,南極搖蚊在進化中舍棄翅膀,大概率是為了生存——在地面爬行,總比在空中送死靠譜。
但這只是解決了不被吹跑的問題,更嚴峻的挑戰(zhàn)是如何抵御嚴寒不被凍死。
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它們的生存策略很聰明,大部分時間都躲在冰雪覆蓋的土壤下面。別看地表空氣冷得能凍僵人,厚厚的積雪其實是絕佳的保溫層。
根據(jù)測量數(shù)據(jù),南極1厘米深的土層里,一年有300多天溫度不低于零下2攝氏度。就算外面寒風(fēng)呼嘯,土里的溫度也只有零下5度左右。對南極搖蚊來說,這簡直就是天然的恒溫庇護所。
把自己變成“果脯”的生存絕學(xué)
當(dāng)然,只躲在土里還不夠。南極的低溫環(huán)境下,哪怕是零下幾度,水也會結(jié)冰。生物體內(nèi)大部分都是水分,一旦體液結(jié)冰,冰晶就會破壞細胞膜,蟲子基本就活不成了。
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南極搖蚊有自己的應(yīng)對辦法,它們的體液里含有高濃度的赤蘚糖醇、葡萄糖和海藻糖。這些物質(zhì)就像汽車水箱里的防凍液,能大幅降低體液的冰點。就算周圍環(huán)境結(jié)冰,它們的體液依然能保持液態(tài),細胞結(jié)構(gòu)也就不會被破壞。
但這還不是最絕的。在南極,除了寒冷,還有個容易被忽略的威脅——缺水。
可能有人會疑惑,南極到處都是冰雪,怎么會缺水?問題在于,冰是固態(tài)水,生物無法直接利用。極寒環(huán)境下,液態(tài)水比黃金還珍貴。對昆蟲來說,這樣的環(huán)境和沙漠沒什么區(qū)別,甚至更干燥。
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普通生物遇到干旱,都會想辦法鎖水,減少水分蒸發(fā)。但南極搖蚊的思路完全不同,既然留不住水,那就干脆主動脫水。這就是它們的專屬技能——保護性脫水。
科學(xué)家在實驗室做過測試,發(fā)現(xiàn)南極搖蚊在極端情況下,能承受體內(nèi)70%水分的流失。要知道,人類失去體重2%的水分就會思維遲鈍,失去10%以上就需要緊急搶救。而南極搖蚊失水70%后,就變成了干癟的黑芝麻粒狀,看著和干尸沒區(qū)別。
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神奇的是,這種狀態(tài)下的它們反而生命力最強。身體水分減少后,體液里的糖分和抗凍物質(zhì)濃度會升高,抗凍能力也隨之增強。而且這個過程是可逆的,只要環(huán)境變暖、濕度上升,這些“干尸”幼蟲就能快速吸收水分,像泡發(fā)的木耳一樣恢復(fù)活力。研究發(fā)現(xiàn),它們至少能承受四次這樣的脫水-復(fù)水循環(huán)。
這就意味著,它們不是在硬扛惡劣環(huán)境,而是在主動適應(yīng)。環(huán)境干燥就脫水休眠,環(huán)境適宜就吸水復(fù)蘇,這份能屈能伸的韌性,正是它們存活的關(guān)鍵。
為了那幾天的“狂歡”,足足憋了兩年
活下來只是第一步,種群延續(xù)還需要繁殖。在南極這種資源匱乏的地方,每一分能量都得省著用。南極搖蚊的生命周期大約兩年,這在昆蟲界已經(jīng)算得上漫長,而且它們大部分時間都以幼蟲形態(tài)度過。
這里要注意一個有意思的現(xiàn)象,就是它們對休眠的精準(zhǔn)規(guī)劃。一般的無脊椎動物,遇到寒冷會進入靜止期,屬于被動反應(yīng),環(huán)境好轉(zhuǎn)就會蘇醒覓食。
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南極搖蚊在第一年冬天,也是這樣的狀態(tài)。此時它們還是二齡幼蟲,只要天氣稍好,就會抓緊時間啃食苔蘚和藻類,積累能量生長。
但到了第二年冬天,情況就變了。這時候它們已經(jīng)長成末齡幼蟲,按理說應(yīng)該化蛹成蟲了,可它們卻會主動停止生長。
這種休眠被稱為滯育,不是因為寒冷被迫休眠,更像是刻在基因里的指令——不管外界溫度是否回升,時間沒到就絕不蘇醒、絕不變身。
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話說回來,為什么要如此“死板”?核心原因是為了種群延續(xù)。南極的夏天非常短暫,南極搖蚊化蛹成蟲后,生命就進入了倒計時。成蟲沒有口器,無法進食,全靠幼蟲時期積累的脂肪維持生命,壽命最多只有10天。
在這短短10天里,它們必須完成求偶、交配、產(chǎn)卵的全部流程。如果蘇醒時間不統(tǒng)一,有的今天醒,有的下周醒,就會錯過交配機會,種群也就無法延續(xù)。
所以,那個刻在基因里的滯育程序,就像一個全員同步的鬧鐘。它強制所有幼蟲在第二年冬天保持同步,等到夏天來臨,就同時化蛹、同時成蟲。
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這樣一來,在短暫的繁殖窗口期,地面上會突然出現(xiàn)大量南極搖蚊,雄性瘋狂尋找雌性,場面堪比一場大型繁殖盛會。
但這場最后的狂歡,對雌性搖蚊來說卻是悲壯的終點。雌性交配后,會把卵產(chǎn)在苔蘚或土壤里。為了保護卵,它們會分泌特殊粘液將卵包裹,這層粘液既能保濕又能防凍,是給后代最后的保護。
說白了,產(chǎn)卵過程對雌性搖蚊是毀滅性的。因為卵的數(shù)量多、相對體積大,產(chǎn)卵會直接損傷雌性的腹部。大部分雌性在產(chǎn)下唯一一批卵后,很快就會死亡。
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大約40天后,卵會孵化出新一代幼蟲。它們一出生就面臨冰天雪地的環(huán)境,但體內(nèi)已經(jīng)繼承了父母抗凍、耐旱、頑強生存的全部本領(lǐng)。
新的生命輪回,就這么在南極的冰封之地悄然開啟。
看著這些不起眼的小蟲子,真的會感嘆生命的韌性有多驚人。我們?nèi)祟惪傆X得自己能征服自然,但在南極這樣的極端環(huán)境下,必須依靠厚厚的羽絨服和高科技裝備才能勉強生存。
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而南極搖蚊,沒有保暖裝備,沒有充足食物,甚至為了生存舍棄了翅膀,卻靠著精準(zhǔn)的生存智慧——冷了就躲,干了就脫水,該休眠時絕不冒進——在地球最惡劣的角落里,活成了唯一的昆蟲贏家。
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