身体半透明的南极冰鱼

在南极海洋中，生活着一种奇特的鱼类——冰鱼，它们的身体就像冰一样呈半透明，体内几乎不含血红蛋白。这是进化的选择还是基因的缺陷？

一条幼小的南极冰鱼

黑鳍冰鱼

　　1928年，生物学家迪特里夫·路斯塔德（Ditlef Rustad）在南极布韦岛海岸附近抓到了一条不同寻常的鱼。这条被路斯塔德命名为“白色鳄冰鱼”的鱼有大大的眼睛和长着长牙的嘴，纤细的鱼鳍骨上覆盖着透明的膜。它没有鳞片，而且是奇异的白色，某些部位洁白如雪，其他部位则是半透明的。当路斯塔德把鱼剖开的时候，他发现它的血液也是无色的——完全不带一点红色。这条鳄冰鱼的鳃也很奇特，它们白而柔软，就像香草雪糕一样，相比而言，鳕鱼的鳃是红酒般的深红色，充满了富含氧气的血液。

　　正如我们今天所知道的，不久后，约翰·路德（Johan Ruud）和其他的研究人员确认，这些南极冰鱼是唯一同时缺乏红细胞和血红蛋白的脊椎动物。血红蛋白是富含铁的蛋白质，在血液循环过程中，这些细胞用它吸收和释放氧气。一眼看来，生物学家认为冰鱼苍白的血液是对南极冰冷而富含氧气的水环境的典型适应特征。可能冰鱼通过鳃和极薄的皮肤吸收了许多溶解在海水中的氧，因此它们可以抛弃那些大而柔软的红细胞。而且，生物学家们还推测，较稀薄的血液在身体中循环流动的时候阻力比较小，而节约能量消耗也有利于生存，尤其是在极端环境里。

　　然而，最近一些生物学家提出，血红蛋白的缺失不是一种有用的适应行为，而是一个基因突变导致的不幸结果。冰鱼的血液携带氧气的量只有普通鱼类血液的10%，为了生存，它们不得不大幅调整自己的身体。进化铸成的这个大错也许对于大多数鱼类来说是致命的，但冰鱼的鳃，加上一点点幸运的环境优势，拯救了它们，没让它们因血液的缺陷而灭亡。科学家根据新证据调整了冰鱼的进化过程，但它们的故事仍然是动物王国中最独特而奇异的故事之一。

　　冰鱼生活在南冰洋中，那是环绕整个南极洲的海洋。海洋环流逐渐把这里的海水和较温暖的海洋隔绝开来，使温度保持在很低的数值。在南极大陆最北端的南极半岛附近，海水温度在夏天大约是1.5℃，冬天是-1.8℃。南冰洋里的多数鱼类，包括冰鱼，在海水温度降到淡水冰点以下的时候，都能产生抗冻蛋白质，防止血液中形成冰晶。16种南极冰鱼都属于南极鱼亚目（Notothenioidei）的带腭鱼科（Channichthyidae）。在南极鱼科的几百种红色血液的物种中，只有冰鱼缺乏血红蛋白。南极鱼科的所有鱼类共同统治了它们所在的水体，占了南冰洋中鱼类种类的35%和生物量的90%。

　　通过对比冰鱼和红血球鱼类的DNA，美国西北大学的威廉·德特利茨（William Detrich）和他的同事们确认了导致血红蛋白的特殊基因缺陷。总的来说，调控血红蛋白合成的一个基因在冰鱼体内完全缺失。虽然没有任何其他动物完全缺乏红细胞，生物学家发现环境改变会导致红细胞的减少。当气候变冷的时候，鱼类把血液变得稀薄一点而更容易流动是有好处的。相比生活在温暖水域里的鱼，生活在冷水里的鱼血液中的红细胞通常比例更低。而且，生活在温带的鱼每到冬天的时候血液中红细胞的比例会减少，以节约能量。根据这些事实，生物学家猜测南极冰鱼为了适应南冰洋而进化出了特别稀薄的血液。
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