冰蟲

冰蟲的學名為Mesenchytraeus solifugus，solifugus來自拉丁文，意為“flees the sun”，躲避太陽的意思。冰蟲做為Melanenchytraeus solifugus是由Emery在1898年首次報道的。是由1894年在第二次阿拉斯加Mount Saint Elias探險中採集的Malaspina Glacier樣品中獲得。Moore（1899），後來給這蟲子更名為Melanchytraeus solifugus，並且在世界上首次對此種進行了確認。

形態學研究發現了兩個亞種：M.solifugus分佈在北方，M.solifugus rainierensis分佈在南方，此外研究還發現温哥華島裏分佈的冰蟲和其他地區有一些小的差異（Tynen, 1972）。

冰蟲 (Mesenchytraeus solifugus)是唯一一種已知的在冰中生活的動物。冰蟲表面為黑色，屬環節動物，有生殖帶，寡毛綱，最多4CM長。也是目前所知最耐寒的生物，分佈在寒冷冰川中，是地球上極少數在0℃以下生存的生物。冰蟲的酶在接近0℃時仍有活力；但若温度超過5℃酵素便會消化其細胞膜，把冰蟲本身給溶化 ^[1]  。

冰蟲主要分佈在太平洋北部的沿海冰川中，是唯一一種終生生活在0°C左右的冰川環境中的動物。在美國主要分佈在阿拉斯加南部到奧勒岡州（緯度大約相當於我國的黑龍江）北部廣大沿海區域（內陸沒有發現）。在俄羅斯、格陵蘭島等地也有類似動物發現。

冰蟲可以在很多種生境中存在，包括雪地、陡峭的冰凌（steep avalanche cones）、冰川縫隙表面（crevasse walls），冰河和冰池（glacial rivers and pools），以及堅硬的冰川硬冰中。但是一般認為在質地比較稀鬆的地區分佈更為多。在堅冰中爬行的冰蟲多見於科學家的口頭描述中。

關於冰蟲的體長，不同的文獻有不同的報道。一般認為，冰蟲體長2釐米，直徑0.5毫米。皮膚顏色比較暗，為暗棕色或黑色，在冰雪中非常顯眼。

由於寒冷地區特殊的天氣狀況，在冬天進行實地調查的活動還沒有報道。而且由於冰蟲一般是在夏季活動，所以關於冰蟲夏季的活動研究比較多。

冰蟲可以活動的温度範圍很小，Wikipedia資料稱，冰蟲生活的温度範圍很小，在－6.8°C的時候會體內結冰，而持續性的高於5°C則會分解。這個分解過程被稱作“自溶”，是細胞產生融解酶作用的，隨後蟲體會逐漸融解掉。關於具體的温度範圍，不同的資料也有微小的差異。

冰蟲有非常明顯得晝出夜伏現象，這主要是由温度決定的。在冰蟲的分佈地區，夏季的時候冰表面温度往往會升高到高於5°C，因此容易破壞冰蟲體內酶的活性。經過科學觀察，冰蟲一般傍晚從冰中鑽出覓食，清晨陽光出現時便會鑽回冰中。

科學家對冰蟲如何越冬仍然沒有定論。因為冰蟲在很低的温度下會凍僵，而阿拉斯加冬季温度可以低於-40°C，因此關於冰蟲如何越冬的依然無法解答。但是有許多假説。有人認為冰蟲在冬季時候會躲避在積雪層中過冬。因為積雪層温度相對比較高，比較適合冰蟲的生理特點。也有人認為冰蟲會產生一種類似哺乳動物冬眠的生理狀態，等温度適合時候再重新活化。

解開冰蟲的越冬奧秘對研究多細胞動物組織或器官冷凍保存非常有意義。

冰蟲最主要的食物來源是冰表面生活的微型藻類和細菌。另外也有報道認為，冰蟲的攝食過程也是不加分辨的吞食的。只要是冰表面的有機物都會被吞食掉。

相關的專門實驗還沒有開展。Shain[7]是目前世界上研究冰蟲最權威的專家。他曾經將冰蟲放進冰箱中培養，沒有投餵任何食物，冰蟲存活了兩年之久。Shain推斷冰蟲的壽命大概在五年到十年之間。

Anglela(2003)等人對冰蟲的體內分子其他種類的生物進行了對比研究。他們對冰蟲頭節做了大規模的cDNA序列分析。他們發現冰蟲所編碼的蛋白質有幾個特點，一是蛋白質體積小，二是不極化，三是帶電量小。這些特點都是適合冰蟲的寒冷生活環境的。

另外，冰蟲的F1ATP合酶複合物與其他冰蟲蛋白相比分化的特別快，表現出一種對寒冷温度的適應性。研究還發現，冰蟲的F1 ATP的β和γ亞基表現出一種不保守性，冰蟲在亞基接觸位點和催化位點都會用其自身的特異性氨基酸來置換。

關於冰蟲的分子生物學特徵的研究正在展開。研究冰蟲的抗凍機理，就要對其核酸和蛋白質特性進行全面的分析。

一般生物的ATP在零度一下都是不存在活性的。而且隨着温度的升高，其活性含量會不斷增加。而只有冰蟲（Ms）的ATP可以在零度以下存在，而且隨着温度升高而活性含量在下降。這也是冰蟲的奇特之處。

NASA2005年資助Daniel Shain教授4,206來研究冰蟲。主要是因為冰川温度和很多外星球表面温度類似，他們希望找到生物耐低温的奧秘。另外，美國國家地理雜誌也投入資金研究冰蟲。他們認為了解冰蟲機理對研究在冰凍狀態下的器官移植有重要作用。

此外，由於冰蟲分佈的特點，利用冰蟲的分佈範圍的變化還可以檢測世界温度氣候。

可能是世界上最不怕冷的動物。在冰川地區刺骨的寒温下，其他動物幾乎被凍成冰棒，甚至連細胞都凍得“咯咯”作響。然而這種低温對於極地冰蟲來説卻是最舒適的生活環境。科學家發現，冰蟲的細胞膜和細胞酶在低温下正常新陳代謝，細胞膜保持固有的彈性。

冰蟲不僅抗凍還耐餓。也怕熱和怕環境污染。冰蟲抵禦高温的能力異常脆弱，只要温度高於四攝氏度，冰蟲細胞膜就溶化，細胞內的酶也化成一堆乾草模樣的粘稠物 ^[2]  。