昆蟲為了在冰溫時仍能生存,有兩種適應上的選擇。一種是「忍耐冰凍」,當細胞間存有冰晶時,動物仍然可以生存,這就稱為「忍耐冰凍」。當生物選擇以忍耐冰凍來適應冰溫時,牠必須能夠克服以下的問題:一、冰晶必須只存在於細胞外,而且愈小愈好,因為細胞內如果結冰,會使細胞質的濃度改變,再加上低溫會改變蛋白質的活性,影響生理代謝,細胞可能會立即死亡;二、細胞間質液體結冰的速率愈慢愈好;三、細胞必須避免脫水和萎縮;四、細胞必須維持代謝上的恆定。昆蟲為了能成功克服以上問題,以「忍耐冰凍」方式生存,則體內必須具有特殊的「冰晶核蛋白」(ice-nucleatingprotein;INP),以控制細胞外冰晶的形成,並利用抗凍蛋白(antifreezingprotein或thermalhysteresisproetin;THP)來控制冰晶的擴大。此外,動物體內必須具有低分子量的抗凍劑(cryoprotectants),來維持細胞的體積和細胞膜的結構,及保持未結冰的水分不結冰,同時再減低代謝速率或是以無氧呼吸方式,來維持生命。
另一種適應方式是「避免冰凍」。此種適應和「忍耐冰凍」最大的不同是,體液如果出現結冰現象,則會危及生存,所以如何避免體內出現冰晶,是此類動物必須克服的。欲解決這問題,動物體內必須具備抑制冰晶核的形成和避免體溫降至凝固點以下的能力,牠們在低溫時必須能清除體內的冰晶核,並且以體內的抗凍蛋白抑制冰晶核的形成,及累積高濃度的抗凍劑以維持體溫在凝固點以上,才能避免結冰。
無論昆蟲選擇那一種適應方式來度過冰溫的環境,在他們體內都發現有冰晶核蛋白、抗凍蛋白和抗凍劑,只是它們在兩種不同適應方式的動物體內的組成和所扮演的角色,各有不同罷了。
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