李維陽
前兩天,話題#原來冰雕用的是野生冰#上了微博熱搜。起因是一位博主發(fā)了哈爾濱工業(yè)大學門前的冰雕中有一條魚,然后這條可憐的魚兒就被全網(wǎng)圍觀了……
于是,大家開始紛紛打卡各地冰雕中的魚。還有一些“熱心群眾”用鏟子把冰雕里的魚“營救”出來了,網(wǎng)友們還留言關心魚還活著嗎?
那么,鑿開冰雕“營救”出的魚還能活嗎?還是像一些網(wǎng)友說的:這條魚成了“薛定諤的魚”,處于死魚和活魚的疊加狀態(tài)?
可以肯定地說,這種“營救”行為是無效的,因為魚已經(jīng)死了!
為何如此肯定魚已經(jīng)死了?因為自然界的絕大多數(shù)生物可以凍死,而且在凍死后無法復活。之所以凍死無法復活,是因為細胞內細胞質的主要成分——水在低溫環(huán)境中結冰后,會產(chǎn)生冰晶。
雖然印象中的冰晶都是晶瑩美麗的,但它會像一把把利刃,無情地刺穿細胞膜,加上水變成冰晶體積變大會脹破細胞。眾所周知,除病毒之外的所有生物均由細胞所組成,一旦細胞全部死亡,生命自然也不復存在。
顯然,熱搜中的魚在冰雕中已有幾天,已經(jīng)完全凍結了。說明它體內的細胞全部“暴斃”,就算挖出來放在溫暖的環(huán)境也無濟于事了。
當然也有例外。少數(shù)生物在“凍成冰棍兒”后依然能夠“死而復生”,例如某些林蛙。林蛙有很強的抗寒能力,氣溫降到零攝氏度以下后,它就會被凍得硬邦邦的,等氣溫回升后,就會逐漸解凍“復活”。這是因為林蛙有一個“看家本領”——它可以在寒冬將至時,將提前儲備好的葡萄糖填充進細胞,這些糖分起到防凍劑的作用,使細胞的水分不會隨之凝結,保護細胞的完整性。冰凍的外表反而會像一個冰窖保護它的軀體。
既然自然界的絕大多數(shù)生物都沒有林蛙這種絕技,那為什么每到冬天,江河湖泊的表面凍結后,里面的魚依然活著?
魚是一種變溫動物,體溫會隨著水溫而改變。人們根據(jù)魚類對水溫的適應情況將魚類分成三類:冷水性魚類、溫水性魚類、暖水性魚類。只要溫度沒超出它們的耐受范圍,魚兒們就不會有任何生命危險。
在緯度較高的地方,如我國黑龍江、烏蘇里江流域就有很多冷水魚,它們甚至能耐得住-20℃的低溫。在高寒地區(qū),某些魚類體內也有“防凍糖蛋白”避免細胞膜和細胞組織破裂。
所以,不用操心寒冷地區(qū)的魚會不會凍死,一般情況下,魚兒們完全hold住!
這時,細心的讀者就會發(fā)現(xiàn)一個bug,在東北冬季室外溫度動輒就低于-20℃,甚至低達-40℃,而冷水性魚類最多耐得住-20℃的低溫,它們是怎么生存下來的呢?
與我們常說的“熱脹冷縮”不同,水在結冰時體積會變大,同等質量的冰就比水的密度小,冰自然就漂浮在水面上了。
這層冰就像是給河面上蓋了一層厚厚的棉被一樣,無論外面溫度有多低,冰下面的水幾乎都可以保持在4℃左右,魚兒照樣可以在冰下的水中生活,只不過會減少活動量。
為什么是4℃呢?
其實,水在4℃以上也遵循著“熱脹冷縮”的一般規(guī)律,但到了4℃(精確數(shù)值為3.98℃)時純水的密度便會達到最大值。當環(huán)境氣溫降低后,水面降溫到4℃的水就會沉下去,下面溫度更低的水就會上升至水面,直至溫度降到水面結冰。
除了緊挨著冰層的0℃水溫區(qū)域,更深層的水都是4℃左右。因為變溫動物不需要用自身能量來控制體溫,這樣能減少抗寒時所損失的能量,只需要同等重量恒溫動物的1/10~1/3的熱量就能生存下去。
所以,低溫并不是魚最大的威脅,缺氧才是。
雖然魚這種變溫動物的新陳代謝較慢,但還是需要氧氣的。當江河湖泊被冰封后,形成密閉空間無法進入水中。冰層變厚或雪覆蓋冰面后,陽光進入量變少,水中的植物光合作用也就減弱,釋放的氧氣就隨之減少。而水下的生物和分解的物質(如魚的排泄物、魚類和昆蟲的尸體等)都會大量耗氧,魚可能會因缺氧而死。
這也就是鑿個冰窟窿,會有很多魚蜂擁而至的原因。
生活在寒冷地區(qū)的人們利用魚的這個弱點,每逢冬日就進行冬捕活動,可憐的魚兒們冒著生命危險,只為吸口氧氣!然后,就成為人們的盤中餐,小編不禁流下了傷心的口水……
除了因缺氧而死和被捕撈走的魚,少數(shù)魚也會因為溫度驟降、被其他物體牽制無法脫身等被冰封成“標本”。更倒霉的會連冰塊一起被采冰人拉走,然后做成冰雕供人圍觀。