金鱼如何利用酒度过艰难的冬天

无论我们把多少金鱼埋在海里，这些生物显然都具有相当强的适应力。把它们放在你办公桌上的碗里，它们可能比你的工作存活的时间还要长。把它们扔进当地的池塘，它们可能会长到巨大的尺寸，吞噬眼前的一切，破坏当地的生态系统。把它们埋在冰下过冬，到了春天，它们不知何故还能游来游去。

想一想这是多么了不起的壮举：当然，天气很冷，这会减缓鱼的新陈代谢过程——每个细胞中进行的化学反应使所有动物得以存活。冰冻水体上的冰层实际上有助于将热量困在里面，因此在水底——寒冷天气下温暖的淡水会停留在水底附近——鱼可以游向相对温暖的沉积物，基本上可以冷却几个月。但在这些舒适的口袋里很难呼吸，即使有鳃也一样。湖面的冰阻止新的氧气进入系统，而生活在水底的微生物在进食时会消耗这些气体。最温暖的地方也是最厌氧的地方——而且在冰融化之前，任何地方都没有多少氧气可用。没有氧气，维持细胞运转的化学反应就无法进行。然而，这些看似不起眼的鱼却存活了下来。

根据《科学报告》的一项新研究，有些鱼通过吃酱汁来抵御寒冷。它们拥有一种罕见的能力（其他脊椎动物都做不到），可以将碳水化合物转化为酒精。

奥斯陆大学的主要研究作者凯瑟琳·伊丽莎白·法格内斯 (Cathrine Elisabeth Fagernes) 在一份声明中表示：“乙醇生产使鲫鱼成为唯一能够在这些恶劣环境中生存和生存的鱼类，从而避免了竞争，也逃脱了通常在含氧量更高的水域中与之互动的其他鱼类的捕食。”

基本上，完全自带饮料可以防止这些鱼积累有毒的乳酸。当周围有氧气时，吸入会引发一系列化学反应，从而为肌肉提供能量。但如果氧气稀缺，这条生产线就会切换到快速、无氧的解决方案，产生可以释放少量能量的化学物质。人类在任何剧烈运动中都会小规模地体验到这一点；如果肌肉需要的能量超过呼吸所能容纳的能量，它们就会开始无氧产生能量。不幸的是，结果就是乳酸。当乳酸在血液和肌肉中积聚时，运动的人会感到灼痛，但这种化学物质在足够高的浓度下实际上会导致细胞死亡。每年冬天在冰下呆五个月肯定会让金鱼超标。

如果你的鳃流出了酒精，就抬起你的鳍。”

但金鱼和鲫鱼不必担心这一点。它们不会沉溺于乳酸中，而是将其转化为乙醇。据 Fagernes 和她的同事称，这种饮水习惯来自控制能量生产管道的第二组关键蛋白质。第一组蛋白质用于标准的、依赖氧气的代谢过程。另一组蛋白质似乎在厌氧条件下被激活，专门用于将乳酸转化为酒精废物。虽然乳酸会慢慢毒害我们池塘里的朋友，但乙醇会安全地从它们的鳃中扩散到周围冰冷的水中。有人想喝一杯吗？

更酷的是：这种双倍的蛋白质量可能是由于整个基因组复制事件造成的。基因复制很常见，而且对于一个物种来说，这是一种学习新技能的好方法。例如，面包小麦有六个完整的基因组副本。大多数生物从父母双方各获得一个基因组副本，因此标准数量是两个。但是，如果某个生物最终获得了更多祖先基因组副本，那么，有时就会发生一些特别的事情。由于原始基因组可以执行维持生物体生存所需的功能——在适当的时间命令适当的蛋白质生产——多余的基因可以发生突变，而不会有杀死携带它们的生物体的风险。当出现像整个冬天没有氧气也能生存的能力这样有用的突变时，它必然会产生一个非常成功的鱼类谱系。大约八百万年前的某个时候，金鱼和鲫鱼的共同祖先就有这样的运气。

法格内斯说：“这项研究强调了全基因组复制在生物新颖性进化和物种适应以前不适宜环境方面的作用。”

虽然这些鱼的酒精含量远远超过法定限制，但它们并不怎么开车，也不怎么做其他事情。虽然它们的适应能力让它们能够在北欧的池塘中生存，而其他生物则可能在这里死去，但它们仍然需要度过一段缓慢、寒冷、昏昏欲睡的时光，直到春天来临。