南极磷虾|北半球的夏至日,在南极洲是啥样?
新华社上海6月21日电(采访人员 张建松)6月21日是北半球夏至之日 , 也是南极洲最重大的节日——仲冬节 。 与北半球相反 , 过了今日 , 南极的黑夜与日递减 , 白天渐次递增 。 仲冬节 , 成为各国南极考察队员约定俗成的共同节日 。
偏居在地球最南端的南极洲 , 由于独特的地理位置 , 寒冷、干燥、风速大、风暴频繁、冰雪贮藏量多 , 是平均海拔最高的大陆 。 长久以来 , 生活在南极地区的生物 , 包括陆地、淡水、冰雪和海洋中的生物 , 是这片大陆的真正主人 。
在广袤洪荒的极寒之地 , 极地生物在漫长的演化适应过程中 , 练就了哪些神奇本领?
【南极磷虾|北半球的夏至日,在南极洲是啥样?】据上海交通大学海洋学院院长周朦教授介绍 , 在南极圈以内 , 即南纬66度33分以南的广大区域 , 一年之中平均有3个月左右的极夜 。 在南纬90度处 , 则是半年极夜、半年极昼 。 在生命的漫长演化过程中 , 独特的环境会孕育独特的生物 , 造就生物的多种适应性 。 南极生物对环境的适应表现在多方面 , 主要有耐黑暗、抗低温、耐高盐、抗干燥、抗紫外线辐射等 。
例如 , 南极最著名的“形象大使”企鹅 , 之所以能在冰雪大陆世代生存繁衍 , 离不开适应低温的特殊形态结构和特异生理功能 。 企鹅身披的羽毛分为内外两层:外层为细长的管状结构 , 内层为纤细的绒毛 , 对外能防止冷空气侵入 , 对内能阻止热量散失 , 绒毛层还能吸收贮存微弱的红外线能量;企鹅体内厚厚的脂肪层 , 也为其保持体温、抵抗寒冷提供了主要能源 。
企鹅是温血动物 , 体温一般恒定在37℃ , 为了适应严寒防止体温散失 , 还进化出“同体异温”本领 , 即身体的温度比脚的温度高 。 这是因为脚通常站在温度较低的冰雪上 , 脚的温度低 , 可降低热量散失的速度 。 研究发现 , 随着气候变化 , 企鹅的栖息地面临风雪及邻近海域中生物种群分布变化的挑战 , 不得不出现大规模迁移 。
南极磷虾是南大洋生态系统中初级生产的主要消费者 , 同时又是鱼类、乌贼、海豹、海鸟和鲸类的主要食物 , 在南极生态系统中起着至关重要的作用 。 到目前为止 , 科学家们仍不完全清楚南极磷虾是如何度过南大洋寒冷、黑暗而漫长的冬季的 。
由于南大洋的冬季非常漫长 , 浮游植物缺少阳光而停止生长 , 南极磷虾在相当长的时间内 , 难以获得维持生命所需要的饵料 。 科研人员的现场观测结果发现 , 南极磷虾在没有海藻的时候 , 能转向捕食中小型浮游动物;实验室进行培养实验的结果还表明 , 南极磷虾在没有饵料的情况下 , 能存活200天左右的时间;在食物极其匮乏的情况下 , 南极磷虾的身体能变小 , 出现“负生长” , 靠消耗自己体内的脂肪来维持生命 。
南极冰藻是生长在南极海冰、海冰边缘或海水中的一种微生物 , 是南极磷虾在冬季的重要食物来源 。 严酷的极地环境 , 也造就了南极冰藻特殊的生物学特征 。
海冰为南极冰藻的生长提供了合适的栖息地 。 在海冰形成过程中 , 海水中的南极冰藻从海水中析出 , 结合到冰中 。 许多种类的南极冰藻都能够抵御这种变化 , 形成明显的海冰生物群落 。 在海冰的形成、冰体的生长和海冰融化的季节性周期中 , 南极冰藻必须经受光照辐射、温度和盐度巨大的梯度变化 , 才能成功生存下来 。 储藏在海冰中的冰藻 , 在冬天成为南极磷虾的“粮仓” 。
“许多在极端严酷的环境中成功生存的微生物 , 是依赖于一种或多种极端物化因子的极端生命形式 , 它们构成了地球生命形式的‘独特风景线’ 。 其存在的原理与意义 , 为我们更好地认知生命现象、发展生物技术 , 提供了宝贵的知识源泉 。 ”周朦说 。
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