南極生活著一種奇特的魚類，它們叫做「防凍魚」，能夠長期生活在異常冰凍的海域

網易探索報道 據美國媒體報道，近期，科學家對南極冰凍水域生活的一種奇特魚類的基因分析揭示了這種魚類能夠在地球上最寒冷水域中「防凍生存」的秘密所在。這項研究是首次發現南極防凍魚在惡劣冰凍水域生存的重要線索。

目前，科學家發現共有8種南極防凍魚類，其中5種生活在南極洲南側海域，這處冰冷的海域環繞著南極洲大陸。這種名為「notothenioid fish」的奇特防凍魚能夠抵禦多數魚類無法承受的嚴寒，它們具備了生活在異常寒冷、富含氧氣海水的能力。

美國伊利諾斯州立大學動物生物學教授亞瑟·德維瑞斯在上世紀六十年代就曾發現一些防凍魚能夠自已產生「防凍蛋白質」，這些蛋白質能夠抑制血液形成冰晶體，從而避免身體結成冰凍。在目前這項最新研究中，伊利諾斯州立大學動物生物學教授C.-H克裡斯蒂娜·陳和她在中國科學院的研究同事們對基因線索展開了全面研究，希望能夠有助於解釋南極防凍魚是如何倖存於南極冰冷海域的。

克裡斯蒂娜說，「沒有人知道這些魚類真實的生物功能，這種奇特的防凍能力對於長期生活在南極冰凍環境中至關重要的。這是最早揭示防凍魚基因秘密的一項研究。」

克裡斯蒂娜和她的研究同事希望知道防凍魚體內基因的表達方式是怎樣的，具有代表性的是，一種叫做Dissostichus mawsoni的南極防凍魚的基因表達較強。他們分析了這種魚的四種器官組織：大腦、肝臟、頭腎(魚類主要的血液形成器官)和卵巢。她說，「這些組織器官非常特殊，其中的蛋白質以一些小型基因組形式表達。這些組織具有基因轉錄功能，能將基因信息轉變成為蛋白質。」

為了更好地理解防凍魚體內的基因是否控制它們倖存在冰凍的南極洲海域，研究人員還對比了其他幾種暖水魚類的基因表達，他們發現南極防凍魚較高表達的基因信息並不存在於暖水魚體內。

當他們分析這種「控制基因」時，研究人員發現這些基因進行蛋白質轉錄多數情況下是響應外界環境的影響。它們會形成包括「熱衝擊蛋白質(heat shock proteins)」在內的一些伴隨性蛋白質，例如：「熱衝擊蛋白質」能夠保護蛋白質在極端惡劣環境下避免受損。此外，該基因還轉錄形成其他一些蛋白質，比如：一種叫做泛素(ubiquitins)的蛋白質，它也較高水平地存在於南極防凍魚體內，這種蛋白質通常針對受損蛋白質進行摧毀，從而維持細胞和組織的健康。

同時，研究人員還對比了生活在暖水海洋中防凍魚的「同胞」，防凍魚種類中有三種魚類是不生活在冰凍水域的。他們發現南極防凍魚體內的「控制基因」含量要遠高於暖水海洋生活的同胞。

克裡斯蒂娜指出，這項研究將有助於科學家理解全球氣候是如何變化影響冷水魚類的。如果海水溫度出現顯著升高，我們並不知道南極魚類將如何適應新的環境。這些長期生活在冰凍海域的魚類有可能會死亡。如果是這樣的話，整個南極洲食物鏈將發現顯著變化。目前，她和同事們在實驗室研究魚類如何適應海水變暖的環境。