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在推理小說(shuō)中,有一種經(jīng)典的“暴風(fēng)雪山莊”模式:一群人被困在一個(gè)與世隔絕的環(huán)境中,隨后眾人中會(huì)發(fā)生一些奇怪的事情。這雖然只是推理小說(shuō)的一種手法,但對(duì)于駐扎在南極沃納德斯基站的烏克蘭科學(xué)家們,他們卻親身經(jīng)歷過(guò)一次這樣奇怪的“暴風(fēng)雪山莊事件”:
2020年2月6日,當(dāng)科學(xué)家們一覺醒來(lái),就發(fā)現(xiàn)窗外似乎不太一樣。在科考站的不遠(yuǎn)處,原本皎潔的雪地染成大片腥紅色,就仿佛在他們?nèi)胨螅@里曾經(jīng)發(fā)生過(guò)“大”般的血流遍地。
沃納德斯基站突然出現(xiàn)的紅雪|yourweather
在這個(gè)身處南極、與世隔絕的島嶼上,不可能有外人進(jìn)入。科學(xué)家們開始懷疑是不是海豹曾在這里捕殺過(guò)企鵝,但很快就排除了這個(gè)可能:他們并沒有聽到喧囂的聲音,在極晝的情況下也不可能忽略企鵝或者海豹的身影。他們又懷疑是不是哪位粗心的隊(duì)員在外面打翻了覆盆子果醬,但大家都表示沒做過(guò)這種事。
有好奇的科學(xué)家提取這些“血跡”的樣本,這些紅色的雪聞起來(lái)“散發(fā)著西瓜的氣味”。在顯微鏡下,水落石出:紅色來(lái)自一種耐寒的生物——極地雪藻。
顯微鏡下的極地雪藻|wiki
早在公元前三世紀(jì),亞里士多德就曾經(jīng)記錄過(guò)紅雪現(xiàn)象。此后全球各地很多寒冷的地區(qū)也都出現(xiàn)過(guò)類似的現(xiàn)象。但在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里,人們總是把雪地里突然出現(xiàn)的紅色當(dāng)作礦物沉積物或者花粉。1819年,隨著英國(guó)極探險(xiǎn)隊(duì)從北極返回帶回了紅雪的樣本,人們才意識(shí)到紅雪其實(shí)是一種生物。直到20世紀(jì)初,科學(xué)界才搞清楚這是一種藻類的孢子。
極地雪藻有可能在全世界各地的雪原或者山頂上出現(xiàn)。在大多數(shù)時(shí)候,它常年在冰天雪地中休眠,只有到溫暖的季節(jié),隨著冰雪的融化,極地雪藻開始變得活躍,在低溫的水體中快速生長(zhǎng),并且產(chǎn)生紅色的孢子,就仿佛白色的調(diào)色盤中擠出了紅色的顏料。
不僅是雪地上,連冰川上也出現(xiàn)了極地雪藻|weather
沃納德斯基站發(fā)生的故事也是一樣,當(dāng)時(shí)恰好處于南極的夏季,科考站內(nèi)記錄下了18.3°C的歷史高溫。這些已經(jīng)不知道沉睡了多久的極地雪藻被溫暖喚醒,形成了罕見的“西瓜雪”現(xiàn)象。
研究環(huán)境和氣候的科學(xué)家們非常關(guān)注極地雪藻的蹤影,因?yàn)樗芟瘛岸嗝字Z骨牌”:藻類在開始出現(xiàn)之后,由于自身的紅色,會(huì)在雪地中吸收更多的熱量,導(dǎo)致周圍的雪融化得更快,從而進(jìn)一步加速周圍的藻類開始繁殖。
在南極不僅出現(xiàn)過(guò)紅雪,還曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)綠雪|aeif.asia
不過(guò)對(duì)于生物學(xué)家們來(lái)說(shuō),他們更關(guān)心的是極地雪藻耐寒的獨(dú)特屬性。極地雪藻幾乎不會(huì)被凍死,當(dāng)氣溫只要在5℃以上,它就可以正常地繁殖。當(dāng)環(huán)境開始結(jié)冰,它就開始休眠,此時(shí)外界的寒冷對(duì)它幾乎不會(huì)有影響。這也是它為何會(huì)出現(xiàn)在北極和南極的原因。
通過(guò)對(duì)極地雪藻進(jìn)行基因測(cè)序,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)它與另外一種綠藻——萊氏衣藻的親緣關(guān)系非常密切,二者有非常多的相似之處。但是它們最大的不同,就是萊氏衣藻像大多數(shù)藻類一樣喜歡溫暖的環(huán)境,而極地雪藻卻只喜歡低溫。也正是對(duì)環(huán)境選擇的不同,最終導(dǎo)致了二者的分化。那么,極地雪藻為什么不怕冷?
在阿爾卑斯山出現(xiàn)的紅雪|mikrobalpina
要知道,在極地雪藻“泛濫”的南極,并不是只有低溫那么簡(jiǎn)單。這里雖然是冰雪的世界,但是年降水量?jī)H有30-50毫米,空氣干燥的程度一點(diǎn)不亞于撒哈拉沙漠。不止如此,在極夜的時(shí)候,這里將近半年見不到陽(yáng)光,但是到了極晝,由于南極上空臭氧層非常稀薄,所以這里太陽(yáng)輻射強(qiáng)度又非常高,強(qiáng)烈的紫外線會(huì)對(duì)生物的細(xì)胞造成損傷。可是偏偏極地雪藻可以完美地適應(yīng)南極的生活,廣泛分布在南極大陸很多區(qū)域。
為了適應(yīng)極地生活,極地雪藻相比其他藻類確實(shí)產(chǎn)生了很多改變:它的細(xì)胞壁變得更厚,并且上面會(huì)有更多的凸起增加表,這樣能保護(hù)細(xì)胞內(nèi)部的液泡免受干旱或者輻射的侵襲。不過(guò)最重要的變化,還是極地雪藻能夠分泌胡蘿卜素和蝦紅素,這是它不怕冷的關(guān)鍵,也是紅雪現(xiàn)象的由來(lái)。
極地雪藻的孢子可以在黑暗寒冷的過(guò)程中保持長(zhǎng)時(shí)間的休眠,當(dāng)進(jìn)入水中重新懸浮后很快就會(huì)恢復(fù)活力|mikrobalpina
這些類胡蘿卜素能夠傳遞極地雪藻進(jìn)行光合作用時(shí)的能量,吸收多余的基,不僅提高了光合作用的效率,也起到保護(hù)的作用。這些深色的色素還能使雪藻細(xì)胞周圍的冰和雪晶體融化,以獲取在其他情況下無(wú)法獲得的有限營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分。它合成的其他二次代謝物,如生物聚合物(gallerten)、抗凍糖蛋白(AFGPs)、應(yīng)激調(diào)節(jié)劑及具滲透性的氨基酸和糖類,也幫助雪藻更加適應(yīng)低溫的環(huán)境。
對(duì)于極地雪藻的深入研究,可以啟示我們生物如何在極端環(huán)境下生存,它也很有可能成為未來(lái)第一批派遣到月球或者火星基地的生物。作為一種適應(yīng)性極強(qiáng)的植物,它可以源源不斷生星際者必須的氧氣。不過(guò)在今天,它在另外一個(gè)領(lǐng)域成為熱門的研究對(duì)象,那就是皮膚護(hù)理與健康。
極地雪藻提取物制取的化妝品|мыло-опт
如今有不少的化妝品廠商對(duì)極地雪藻進(jìn)行了更深入的研究,特別是針對(duì)其抗氧化和延緩衰老作用的研究。在細(xì)胞層面上,極地雪藻產(chǎn)生了熱量限制(Calorie Restriction, CR)的效果。在目前的試驗(yàn)中,極地雪藻提取物通過(guò)模擬熱量限制,產(chǎn)生了優(yōu)化皮膚新陳代謝、從而延長(zhǎng)皮膚細(xì)胞壽命的作用。加強(qiáng)了皮膚細(xì)胞的防御力、提升抗氧化的應(yīng)激能力,還了更多膠原蛋白的生成。
其實(shí)如今很多的面膜和精華油中,已經(jīng)使用了極地雪藻提取物作為原料。這也算科學(xué)家們?cè)谄平狻凹t雪之謎”過(guò)程中的一個(gè)意外驚喜吧!
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