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“谜”漫千年“西瓜雪”

2016-01-11俞冰

科普童话·百科探秘 2015年12期
关键词:衣藻藻类融化

俞冰

在终年被冰雪覆盖的北极,探险者经常会在一片银白的冰雪世界里,看到非常美丽的一幕:洁白的雪地上竟然出现了红色的“玫瑰”,一朵朵,一片片,艳丽非凡。而不少登山者也曾在白雪皑皑的高山之巅,看到一缕缕深浅不一的红线或一片片红色的“补丁”刻在白色的冰峰之上。

在阳光的照耀下,白色白得耀眼,红色红得瑰丽。难道这些终年冰雪覆盖的地方真的盛开了玫瑰?

当旅人们走近那片红色时,他们就明白了:那不是玫瑰,而竟然是红色的雪!更令人惊奇的是,它们不但红得像西瓜瓤,而且闻起来还有西瓜味呢!

这种红色的雪就叫“西瓜雪”。如果你不小心一脚踏上去,就会看到一些更红的“西瓜汁”渗了出来,又流进了更深层的雪中,把你的脚底上、裤腿上都染上了红色。有些好奇的旅人欣喜地想捧起一些送到嘴里——喂喂,虽然这种雪闻起来有西瓜味,真的吃到嘴里的话,也有点甜丝丝的,可是毕竟雪中的细菌太多,还是很不卫生的哦!

“谜”漫两千多年

这“西瓜雪”里到底有什么,怎么会让洁白的雪变成红色了呢?

早在公元前4世纪,人们就已经发现了这红色的雪。古希腊学者亚里士多德的著作中还描述它。

有人推测,这可能是普通冰雪被某种矿物污染了造成的。但让人不解的是,它们总是在当地的晚春和夏季出现。难道矿物污染冰雪也要挑时间吗?显然,这不是答案。

1818年5月,英国的4艘舰船打算对北极区域的海岸线进行详细描绘,但恶劣的天气迫使他们不得不无功而返。当他们绕过格陵兰西北海岸的约克角时,船员们惊呆了,他们看到白色悬崖上竟然“血流如注”,布满了一道道鲜红的痕迹。用望远镜仔细观察后,他们发现,那是血红色的雪覆盖在山坡上造成的。

船员们采集了一些红雪,带回了英国。研究人员把雪融化后,它们的颜色更红,看上去像红葡萄酒。静置一段时间后,上面的液体变得透明澄清,下面有一层红色沉淀物。受限于当时的研究条件,人们无法仔细分析它的成分,只是猜测这些沉淀物是红色的土壤,而红色的雪是红色土壤被风吹到了冰雪上造成的。

由于这种不严谨的猜测无法被证实,因此,红雪之谜还是没有彻底解开。

追根溯源

当时把红色的雪像宝贝一样带回来的船长约翰·罗斯对这种分析很不满意。他又请教了很多人,其中一位植物学家的观点是,那红色的雪很可能是一种生长在冰雪中的红色藻类导致的。

这种推测看起来更荒谬了:藻类植物一般都喜欢温暖的河流湖泊,在这最高温度都不超过0℃的冰雪中,藻类也能生长吗?另外,冰雪可是由几乎百分之百的纯水组成的,藻类在这些又冷又贫瘠的冰雪中,靠什么来生存呢?

虽然这种观点当年被人嘲笑,然而在近200年之后,当科学家把“西瓜雪”放在高倍显微镜下观察时,却发现那确实是一种藻类!这是一种单细胞生物,厚厚的细胞壁有些透明,里面的液体呈红色。科学家再把这些细胞打碎,发现它们的细胞液中含有大量糖分和油脂类物质。这些物质可以降低细胞液结冰时的温度,就像盐可以降低水结冰的温度一样。再加上厚细胞壁的保护,即使零下40℃的低温也不能把它们冻坏!

那么,这种藻类又何以为生呢?原来,在大风天气里,冰雪的表面很容易覆盖上尘埃、岩屑、花粉、腐殖质等成分。当冰雪融化时,冰水就可以把这些表面的“杂质”溶解,并带入冰雪中,变成藻类生长所必需的营养元素。而藻类自身又含有叶绿素,可以吸收阳光进行光合作用。有了营养元素和阳光,藻类在冰雪中也能生长繁殖啦。

后来,人们把这种在冰雪中顽强生长的小藻命名为雪衣藻。它是绿藻的一种,只不过喜欢寒冷的冰雪环境。

红雪之谜

奇怪,含有叶绿素的雪衣藻不应该是绿色的吗?怎么会把冰雪变成红色呢?

雪衣藻确实曾经是绿色的。它最喜欢的温度是0℃。秋冬季节,新降的大雪会把它们覆盖住,厚“棉被”和低温会让它们进入冬眠。等到第二年的春天来临,在温暖的阳光照耀下,融化的雪水带着表面的“营养”向下渗透到雪衣藻冬眠的地方。受到雪水的刺激后,雪衣藻就“打个哈欠”,醒了过来,“吃饱喝足”后,开始分裂繁殖。每个新生的小雪衣藻都长着“游泳”用的鞭毛。随着鞭毛的摆动,小雪衣藻迎着渗入的雪水向上游去,一直来到冰雪的表面。不过,一旦它们来到冰雪的表面,就会很快失去鞭毛,想“溜达”都很困难了。

这时的雪衣藻还是绿色的。但当太阳升起,阳光照射到它们的身上,它们就变成了红色!这是因为一遇到阳光中的紫外线,雪衣藻的体内就产生了类胡萝卜素等多种红色素,鲜明的红色就把原本的绿色给掩盖了,这就是雪衣藻“由绿变红”的原因。

这些红色素可不光是看着好看。而且它还能帮助雪衣藻抵御强烈的紫外线辐射,吸收蓝色和紫色等高能量的光,进行光合作用,同时吸收微波热量,来温暖周围的冰雪。所以,只要是在冰雪表面生长的雪衣藻都是红色的。只有穿着这层“红衣服”,它们才能化身为冰天雪地里盛开的艳丽“玫瑰”!

在这些生长着雪衣藻的冰雪地带,你还经常可以看到许多红色的小凹坑,这些都是雪衣藻的“杰作”。当大风把芝麻粒大小的一簇雪衣藻吹到一片洁白的雪地上后,由于雪衣藻在不停地吸收热量,其周围的冰雪开始融化。一开始,融化的面积也就黄豆粒那么大,而融化的冰水给雪衣藻的生长繁殖提供了有利条件。于是,雪衣藻开始生长、分裂,一个变成两个,两个变成四个……就这样,雪衣藻的“家族”越来越庞大,占据的面积也越来越大,融化的冰水越来越多。除了被雪衣藻们“喝掉”的那部分,多余的雪水就在不停地下渗。用不了多久,雪衣藻所占据的这些地方就形成了一个个红色的小凹坑,看上去像一个个装着红葡萄酒的小酒杯。为一望无际的冰雪世界增添了一抹奇妙的色彩。

冰雪世界的希望和生机

这些“西瓜雪”不但展现了雪衣藻异常顽强的生命力,而且这点缀着茫茫白雪的一抹红,也为寒冷的冰原增添了珍贵的生机和活力。很多其他的生物,如蠕虫、跳虫等微型昆虫,都可以把它当作美味佳肴。而昆虫繁殖得多了,以昆虫为食的鸟儿就会到来。渐渐地,在冰雪世界里就出现了一个完整的生物链和生态系统。小小的雪衣藻,就是这个系统的最初生产者。

而对人类来说,最值得关注的则是“西瓜雪”里的红色素。它可以防紫外线,清除人体内导致衰老的废弃物质,延缓衰老。因此,近年来利用各种生物技术研究、培养雪衣藻,逐渐开始成为一个科学热点。 相信在不久的将来,我们不但要在夏天吃西瓜,而且在冬天吃“西瓜雪”也不再是什么新鲜事啦!

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