耶魯大學皮博迪自然史博物館收藏的魚類標本是世界上最重要的此類收藏之一

在南極海域的冰冷海水中，有一種獨特的魚類因其血液和體液中具有一種防凍蛋白質而存活演化至今。當別的魚類在冰冷的海水環(huán)境里漸漸消亡，這種魚類的三個品種卻成為生物多樣性的完美例證。但時至今日，南極海水溫度開始升高卻威脅到了這種魚類的生存。美國耶魯大學近期的一項研究向世人揭示了這一危險。

耶魯大學一個研究小組對南極這種魚類的進化史進行研究后發(fā)現(xiàn)，通過產生防凍蛋白質，一種名為南極魚（notothenioid）的魚類族群逐步適應了數(shù)百萬年前在南極地區(qū)形成的極寒環(huán)境，這是一個成功的進化實例。但是現(xiàn)在南極海區(qū)開始變暖，這三種魚類卻瀕臨絕境。它們分別被命名為Chaenodraco wilsoni; Trematomus newnesi; Vomeridens infuscipinnis。

該研究項目負責人、耶魯大學生態(tài)學與進化生物學副教授托馬斯●尼爾（Thomas Near）說：“如果海水溫度升高2度，就將給南極的這種防凍魚家族帶來災難性的危害，因為它們已經完全適應那種冰冷的溫度了。”

這種名為南極魚的魚類至今已經衍生出來100個品種，成為進化發(fā)生的標準教材案例。歷史上一個迅速降溫變冷的時期導致大量已經適應了溫暖南極海域的魚類滅絕，而南極魚因為獲得了一種被稱為防凍蛋白質的基因而在極寒的海洋中存活了下來。當南極魚適應了南極荒瘠的生態(tài)空間，它們便繁衍大量新的品種，演化出諸多我們今天在南極海域發(fā)現(xiàn)的極具生物多樣性的海洋生命。

南極魚不僅顯示了魚類的生物多樣性，而且成為大型掠食動物例如企鵝、鯨魚還有海豹的主要食物來源。

不過這次的新發(fā)現(xiàn)還表明，在過去2200到4200萬年里獲得了防凍基因并非是南極魚成功演化的唯一原因，該魚類家族擴展演化成更多新品種的時間，至少是在首次出現(xiàn)防凍蛋白質的1000萬年之后。

南極魚不僅是因為發(fā)生了大量有趣的生理學的、生物化學的演化，從而使得它們能夠存活下來，而且恰恰是因為南極海域廣泛的、穩(wěn)定的低溫海水才使其持續(xù)演化成為可能。盡管很多南極物種的體液內都攜帶有防凍蛋白質，但是并非所有南極物種都是如此，某些生活于副極地的物種要么完全沒有這種防凍蛋白質，要么也僅只有一點點，而且在某些物種的幼體內，防凍蛋白質的含量也極低。

尼爾說：“防凍能力的進化通常都被人們認為像一個發(fā)令槍，扳機扣動就產生了這種魚類的生命多樣性特征。但是我們發(fā)現(xiàn)，有證據(jù)表明這種適應能力的擴散并不只是與某種單一特征聯(lián)系在一起，而是多重因素的結合?！?/P>

大多數(shù)動物的血液里血紅素指標都可以達到45%，而南極魚體內的這一指標還不足1%。它們之所以還能一直繁衍下來，部分原因在于南極海域冰冷海水里的高含氧量，而且氧氣能夠直接被其血液組織吸收。與高血紅素體征的魚類相比，南極魚心臟跳動的每秒能量消耗要多出一倍。

然而，現(xiàn)在這個成功進化的范例卻受到了氣候變化的威脅，環(huán)繞著南極洲的海洋是世界上氣候變暖最為迅猛的地區(qū)之一。使之經受寒冷而生存繁衍下來的生命特征，就是在溫暖環(huán)境下讓其最難扛過去的一個因素。
尼爾說：“考慮到這種魚類強大的極地適應性，及其面對溫暖海水的無能為力，氣候變化也許會毀滅這種世界上最具獨一無二演化歷程的魚類族群?！?/P>