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凤凰并不是唯一在火灾中幸存的生物

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凤凰的生命走到了尽头。一声鸣叫,这只美丽的深红色小鸟化作了火焰。几分钟后,从一堆滚烫的灰烬中,一只小鸟探出小脑袋。凤凰虽然被烧毁,但它重生了。  

这是古希腊和埃及故事中的一个神话。现在,从《哈利波特》到动漫《海贼王》 ,在各种小说中都可以找到对凤凰的提及。真正的凤凰并不隐藏在任何地方。但科学已经揭示,有些生物可以承受相当高的热量。就像凤凰一样,有些甚至从灰烬中重生。 

缓步动物被誉为世界上最顽强的动物之一。毕竟,这些顽强的小动物可以在太空真空中生存。但在海滩度过温暖的一天可能是一个挑战。缓步动物习惯了凉爽潮湿的苔藓,在 29° 至 37° 摄氏度(84° 至 99° 华氏度)的温度下开始死亡。当情况变得艰难时,缓步动物会进入一种称为“tun”的假死状态。但即便如此,它们在 83 °C (180 °F) 的温度下也无法坚持超过一小时。  

虽然这很热,但还没有火那么热。即使是最冷的火焰也会在 600°C (1,110°F) 时开始燃烧。罗伯特·凯利 (Robert Kelly) 说,没有生物能承受这种热量。他是北卡罗来纳州立大学罗利分校的化学工程师和微生物学家。  

当某物着火时,该物品化学物质中的碳会与氧气结合形成一氧化碳和二氧化碳。这就是燃烧。由于地球上所有生物都含有碳,因此没有生物能在燃烧中存活。“没有防护装备就无法存活,”凯利说。  


但有些生物可以在高温下生存。凯利研究的是嗜热菌。这些单细胞生命体生活在温泉或深海热泉口等地方。有些是细菌。但最顽强、最热的是古菌——生命三大域之一。   

并非所有古菌都喜欢高温,但凯利研究的古菌却喜欢。这些耐热细胞的上限温度是 120 摄氏度(250 华氏度),远高于水的沸点。凯利说,如果有人踏入他们居住地的温泉,“你的皮肤基本上会从骨头上脱落。”他解释说,在如此高的温度下,肉(包括人体肌肉)会立即煮熟。 

凯利指出,高温给古菌带来了挑战。蛋白质——细胞中重要的复杂分子——开始瓦解。凯利和他的同事发现了分子之间数千种微小的关系,这些关系有助于在温度飙升时将细胞保持在一起。“大自然有很多非常微妙的方法可以稳定蛋白质,”他说。 

火灾中幸存 

凤凰也许能够利用一些微小的化学反应来保持蛋白质的完整性。但整只鸟——哪怕只是一只幼鸟——都比单个细胞大得多。幸运的是,一些动物已经学会了在高温下生存——即使它们的世界被烧毁。 

在南非,一种名为象鼻虫的微小甲虫生活在芬博斯——一个干燥、灌木丛生、容易发生野火的地区。2018 年,马里恩·贾瓦尔和朋友们在那里徒步旅行。当他们穿过一片最近被烧毁的地区时,她受到了启发。贾瓦尔是法国蒙彼利埃发展研究所的昆虫学家,研究昆虫。  

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有些象鼻虫,比如这种Ocladius ocladiinae,可以在 50° 摄氏度(120° 华氏度)以上的温度下生存。虽然它们无法像凤凰一样在直接火焰下生存,但这些昆虫对即将到来的火灾有自己的生存策略。有些物种会在可以抵御高温的植物内产卵。当火势减弱时,象鼻虫卵就会孵化——就像凤凰从灰烬中重生一样。雷米·阿利奥

在被烧毁的区域,“我们看到一群非常小的象鼻虫在地上行走。但它们非常小,实际上无法飞行,”她说。“所以我们开始好奇它们是如何以及为什么会在这里的。”能够飞行的象鼻虫能够逃离火灾。但不能飞的昆虫则被困住了,她说。昆虫是外温动物——它们的身体温度与周围的空气相同。当野火期间空气升温时,它们也会升温。这些微小的不会飞的虫子是如何在火灾中幸存下来的?  

Javal 和她的同事从该地区收集了象鼻虫,并测试了它们能承受多少热量。一种名为Ocladius costiger 的象鼻虫可以在高达 52.6 °C (127 °F) 的温度下生存。另一种名为Cryptolarynx variabilis 的象鼻虫可以在高达 53.4 °C (128 °F) 的温度下生存。“我们研究的这些非常小的象鼻虫竟然能生存到如此高的温度,这真是出乎意料,”Javal 说。科学家们于 2022 年在《生态昆虫学》杂志上发表了他们的研究结果。  

贾瓦尔指出,甲虫的细胞中可能存在一些适应性,可以帮助它们生存。一些成年甲虫还可以钻入土壤以躲避火焰。她指出,有些甲虫会将卵产在外表坚硬、木质的植物内。这些植物可以完好无损地经受住夏季的酷热和火灾,保护里面的卵。然后,当火势减弱时,象鼻虫卵就会孵化——就像凤凰涅槃一样。


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