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很少有魚能在南極洲冰封的水域中生存。溫度會降至-1.9℃，而普通魚類在-0.8℃時開始結冰。如果水溫更低，微小的冰晶會很快透過魚鰓和皮膚滲入魚體，並開始從內部生長。神經被切斷，組織受損，魚在幾分鐘內死亡。
但冰晶不會困擾南極冰魚。這些適應寒冷的生物在血液和體液中攜帶防凍蛋白。防凍蛋白結合冰晶，並透過將長而不斷生長的晶體前沿分割成許多小的彎曲前沿來抑制它們。這足以抑制晶體生長，防止冰魚結冰。
南極冰魚統治著南極洲大陸架上的海域。在這裡，超過90%的魚類是冰魚。已知科學界有超過132種不同的南極冰魚。有些原產於澳大利亞和南美洲的沿海水域，但它們中的大多數棲息在南極洲附近。
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許多生物學家認為，防凍蛋白是冰魚進化成功的關鍵。大約2400萬年前，南極洲經歷了一個主要的降溫時期。冰蓋形成，冰川沖刷了整個大陸。在去年發表的一項研究中，德國生物學家發現，這次降溫事件的開始與冰魚的起源和防凍蛋白的進化同時發生。他們的結論很簡單：防凍蛋白是引發冰魚多樣化的進化創新。憑藉其新獲得的抗寒性，祖先冰魚及其後代入侵了南極洲寒冷的水域並大量繁殖。
這些祖先是底棲動物。當它們最初在南極陸架上擴散時，一個富饒的世界在它們的頭頂等待著，那裡充滿了美味的磷蝦和機會。但這個世界遙不可及：冰魚沒有魚鰾。為了從海底升起，冰魚進化出了其他技巧。一些用軟骨代替骨骼，另一些在肌肉之間和皮膚下儲存脂肪分子作為一種內臟漂浮裝置。
但是，現在，一個生態學家和生物學家團隊認為，這個簡單的兩階段模型還有更多內容。他們的DNA分析證實，所有南極冰魚的最後共同祖先生活在2240萬年前，但也揭示出，冰魚的大部分多樣性是在這些最初起源之後的1000萬年進化的。Trematomus屬起源於900萬年前，鱷冰魚起源於600萬年前，Artedidraconidae科起源於300萬年前。這些額外的物種形成脈衝發生在第一批防凍蛋白進化之後很久。
走向浮力的進化道路也並非一帆風順。一般來說，密切相關的物種具有相似的生活方式。例如，一個冰魚科可能統治海底，而另一個譜系則棲息在上層水域。但是，當生物學家比較不同冰魚的浮力測量值時，他們發現了一種不同的模式。在每個冰魚科內，都有許多物種適應了不同深度的生活。對於冰魚來說，生態位和譜系之間沒有聯絡。
南極洲嚴酷而不穩定的氣候可能解釋了冰魚進化中缺乏方向的原因。雖然南極洲數百萬年來一直是一個寒冷的地方，但該大陸及其周圍水域被冰覆蓋的程度卻有所不同。有時冰層會擴充套件到大陸架的邊緣，消滅那裡生活的動物群落，然後又突然退縮，只留下一些孤立的冰蓋。
2008年，極地研究人員描述了南極洲的生命在這樣的冰川時期可能如何“命懸一線”。魚類和其他生物可能在所謂的“冰間湖”中倖存下來，冰間湖是被海冰包圍的開闊水域。或者在這種情況下，是冰雪沙漠中的綠洲。一旦冰層再次退縮，倖存者就擁有了一片完全屬於自己的空曠海底。冰的創造和破壞迴圈將每次都帶來新一波的殖民者，這解釋了為什麼不同的冰魚譜系反覆殖民南極海洋的不同層。
這表明，進化中的任何事物都沒有最初看起來那麼簡單。“防凍蛋白引發了冰魚的多樣化”構成了一個簡單的故事，但是一旦我們進行更仔細、更深入的觀察，它就站不住腳了。即使有防凍劑，南極洲的生命也對冰魚非常苛刻。
對於如此熟悉極端寒冷的生物來說，它們將如何應對變暖的世界仍有待觀察。作者總結道：“具有諷刺意味的是，塑造南極冰魚輻射的極地氣候條件現在正在逆轉，而南大洋溫度的升高，以及隨之而來的外來物種入侵和食物網破壞的可能性，是對這種無與倫比的魚類輻射生存的最大威脅。”
氣候變化可能是冰魚無法承受的。這次可能沒有冰雪綠洲了。
參考文獻
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