冰虫

取自 食品百科全书

摘要：冰虫是分布在寒冷冰川中的一种环节动物。终年生活在冰雪中，其生存机理目前仍然不十分明确。因为冰虫的奇特生态环境，对于研究寒冷状态下的生命活动有重要意义。冰虫研究正获得越来越多的关注。本位将主要介绍冰虫的生活环境、生活习性、形态分类、生理生化特点等方面。由于目前冰虫本身仍然有不少谜团，仍需广大学者广泛研究。

关键词：冰川 冰虫 生态

1．分类地位：

冰虫的学名为Mesenchytraeus solifugus，solifugus来自拉丁文，意为“flees the sun”，躲避太阳的意思。冰虫做为Melanenchytraeus solifugus是由Emery在1898年首次报道的。是由1894年在第二次阿拉斯加Mount Saint Elias探险中采集的Malaspina Glacier样品中获得。Moore（1899）,后来给这虫子更名为Melanchytraeus solifugus，并且在世界上首次对此种进行了确认[1]。 形态学研究发现了两个亚种：M.solifugus分布在北方，M.solifugus rainierensis分布在南方,此外研究还发现温哥华岛里分布的冰虫和其他地区有一些小的差异（Tynen, 1972）[10] 冰虫 (Mesenchytraeus solifugus)是唯一一种已知的在冰中生活的动物。冰虫表面为黑色，属环节动物，有生殖带，寡毛纲，最多4CM长。

2．生活环境：

冰虫主要分布在太平洋北部的沿海冰川中，是唯一一种终生生活在0°C左右的冰川环境中的动物。在美国主要分布在阿拉斯加南部到奥勒冈州（纬度大约相当于我国的黑龙江）北部广大沿海区域（内陆没有发现）。。在俄罗斯、格陵兰岛等地也有类似动物发现[2]。 冰虫可以在很多种生境中存在，包括雪地、陡峭的冰凌（steep avalanche cones）、冰川缝隙表面（crevasse walls），冰河和冰池（glacial rivers and pools），以及坚硬的冰川硬冰中。但是一般认为在质地比较稀松的地区分布更为多。在坚冰中爬行的冰虫多见于科学家的口头描述中[3]。

3．形态：

关于冰虫的体长，不同的文献有不同的报道。一般认为，冰虫体长2厘米，直径0.5毫米。皮肤颜色比较暗，为暗棕色或黑色，在冰雪中非常显眼。

4．生活习性：

由于寒冷地区特殊的天气状况，在冬天进行实地调查的活动还没有报道。而且由于冰虫一般是在夏季活动，所以目前关于冰虫夏季的活动研究比较多。 冰虫可以活动的温度范围很小，Wikipedia资料称，冰虫生活的温度范围很小，在－6.8°C的时候会体内结冰，而持续性的高于5°C则会分解。这个分解过程被称作“自溶”，是细胞产生融解酶作用的，随后虫体会逐渐融解掉。关于具体的温度范围，不同的资料也有微小的差异。 冰虫有非常明显得昼出夜伏现象，这主要是由温度决定的。在冰虫的分布地区，夏季的时候冰表面温度往往会升高到高于5°C，因此容易破坏冰虫体内酶的活性。经过科学观察，冰虫一般傍晚从冰中钻出觅食，清晨阳光出现时便会钻会冰中。 目前对冰虫如何越冬仍然没有定论。因为冰虫在很低的温度下会冻僵，而阿拉斯加冬季温度可以低于-40°C，因此关于冰虫如何越冬的现在依然无法解答。现在有许多假说。有人认为冰虫在冬季时候会躲避在积雪层中过冬。因为积雪层温度相对比较高，比较适合冰虫的生理特点。也有人认为冰虫会产生一种类似哺乳动物冬眠的生理状态，等温度适合时候再重新活化。 解开冰虫的越冬奥秘对研究多细胞动物组织或器官冷冻保存非常有意义。

5．食物来源：

冰虫最主要的食物来源是冰表面生活的微型藻类和细菌。另外也有报道认为，冰虫的摄食过程也是不加分辨的吞食的。只要是冰表面的有机物都会被吞食掉。

6．寿命：

目前相关的专门实验还没有开展。Shain[7]是目前世界上研究冰虫最权威的专家。他曾经将冰虫放进冰箱中培养，没有投喂任何食物，冰虫存活了两年之久。Shain推断冰虫的寿命大概在五年到十年之间。

7. 分子生物学特征

Anglela(2003)[4]等人对冰虫的体内分子其他种类的生物进行了对比研究。他们对冰虫头节做了大规模的cDNA序列分析。他们发现冰虫所编码的蛋白质有几个特点，一是蛋白质体积小，二是不极化，三是带电量小。这些特点都是适合冰虫的寒冷生活环境的。 另外，冰虫的F1ATP合酶复合物与其他冰虫蛋白相比分化的特别快，表现出一种对寒冷温度的适应性。研究还发现，冰虫的F1 ATP的β和γ亚基表现出一种不保守性，冰虫在亚基接触位点和催化位点都会用其自身的特异性氨基酸来置换。 目前关于冰虫的分子生物学特征的研究正在展开。研究冰虫的抗冻机理，就要对其核酸和蛋白质特性进行全面的分析。

上面这张图中Ms代表冰虫，其他对照动物有细菌、大肠杆菌、植物、海藻和水虫在不同温度下ATP的含量。从图中可以看出，一般生物的ATP在零度一下都是不存在活性的。而且随着温度的升高，其活性含量会不断增加。而只有冰虫（Ms）的ATP可以在零度以下存在，而且随着温度升高而活性含量在下降。 这也是冰虫的奇特之处。

8．研究意义：

NASA2005年资助Daniel Shain教授4,206来研究冰虫。主要是因为冰川温度和很多外星球表面温度类似，他们希望找到生物耐低温的奥秘。另外，美国国家地理杂志也投入资金研究冰虫。他们认为了解冰虫机理对研究在冰冻状态下的器官移植有重要作用。 此外，由于冰虫分布的特点，利用冰虫的分布范围的变化还可以检测世界温度气候的变化。

9．弱点： 冰虫抵御高温的能力异常脆弱，只要温度高于四摄氏度，冰虫细胞膜就溶化，细胞内的酶也化成一堆干草模样的粘稠物。