南極魚能夠合成自身“防凍”蛋白，以便在冰冷的海水中生存。不過這種機制也有一定的副作用，就算溫度上升這些蛋白結(jié)合的冰晶也不能融化。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在近期的美國國家科學院院刊PNAS雜志上。

“這是南極魚進化出防凍蛋白的不良后果，”文章的第一作者，Oregon大學的Paul Cziko說。“我們發(fā)現(xiàn)，抗凍蛋白內(nèi)部的冰晶不會融化。也就是說，這些蛋白也有抗融化的作用。”Cziko與Illinois大學的教授Chi-Hing Christina Cheng和Arthur DeVries共同完成了這項研究。

在圍繞南極洲的南大洋里生活著五類南極魚，它們有著在冰冷海水中生存的非凡能力。上世紀六十年代，DeVries在南極魚中發(fā)現(xiàn)了抗凍蛋白，他還描述了這些蛋白如何與血液中的冰晶結(jié)合，阻止南極魚被冰凍。

研究人員將南極魚加熱到融點以上，但它們體內(nèi)抗凍蛋白結(jié)合的冰晶仍然不能融化。當冰在正常融點也不融化時，就被稱為“superheated”。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，在冰雪消融的溫暖夏季，野生南極魚體內(nèi)也有冰晶。研究顯示，這些蛋白在體外也能防止冰晶融化。

“我們首次發(fā)現(xiàn)了，自然界中的冰superheating”Cheng說。

南極的麥克默多海峽，有著世界上最冷的海洋環(huán)境。人們在那里記錄了十一年的海洋溫度，但那里的溫度上升從未使南極魚體內(nèi)的冰晶完全消除。

研究人員推測，南極魚體內(nèi)累積的冰晶，可能會產(chǎn)生負面的生理影響，只不過現(xiàn)在人們還未能察覺。Cheng指出，如果南極魚終身攜帶冰晶，那么這些顆?？赡軙枞∶氀埽蛘哂|發(fā)有害的炎癥反應(yīng)。這種威脅就像是肺部有石棉或者大腦內(nèi)有血栓一樣。

“鑒于有許多冰晶累積在南極魚的脾臟，我們認為應(yīng)該存在某種機制，將冰晶從血液循環(huán)中清除出去，”他說。

“這項研究有助于我們理解，為何南極魚能夠稱霸南極洲附近的海域，”Cheng說。“另外，我們也從中得到了有關(guān)進化的啟示。生物的適應(yīng)是一個有得也有失的過程，每一次進化上的創(chuàng)新可能都伴隨著某種副作用。”