活在南极的“蚊子”，或将指导人体器官移植
大清神龙约 5 分钟每年的8月20日是世界蚊子日，我们之前讲过的世界xx日大多都是为了呼吁大家保护某个物种，那今天是要保护蚊子吗？！其实，这是一个为了提高人们对疟疾和其他蚊媒传播疾病认识而设立的节日。
此时此刻夏日的酷暑尚未退去，我们耳边蚊子嗡嗡萦绕。不过蚊子可不是一种动物，而是对于蚊科（Culicidae）这一类群的称呼。我们身边常见的库蚊属(Culex)、伊蚊属（Aedes）还有按蚊属(Anopheles)，在每个晚上都可能在人耳边唱响，伊蚊属甚至还会白天就明目张胆的咬人。
上侧是库蚊的成虫，左下方和右下方则为按蚊和伊蚊，它们形态存在区别。图源：researchgate.net
当你愤怒地四处拍拍时，或许会想着天气变冷就好了，这样便没有蚊子烦恼，或者直接到南极去。
事实上，南极没有常见的那些吸血蚊子，却有蚊子的一位亲族——南极摇蚊（Belgica antarctica）。它们是唯一可以常年居住于南极陆地之上的昆虫，更是南极陆地上最大的纯陆生动物。
南极摇蚊的成虫，它们形态存在区别。图源：earth.com
南极摇蚊严格意义上不是蚊子，它们属于摇蚊科（Chironomidae）而非蚊科，但都属于双翅目的长角亚目，摇蚊科成员飞行时没有嗡嗡的声音。摇蚊科也有很多我们身边可以见到的，触角上有细毛的成员，就是晚上在小花园散步时在你头顶的一大团黑色小点点，这是它们在聚群找对象，也有的飞在花丛中找花蜜，还可能被当作养鱼用的饲料。
2021年新发现命名郑氏北七角摇蚊（Boreoheptagyia zhengi Lin Liu，寡角摇蚊亚科），发现于云南省，图源：zookeys.pensoft.net
被当作鱼饲料的红虫，它们是摇蚊属部分成员的幼虫
图源：sciencephoto.com
不过南极摇蚊不会吸取人的血液，根本没有刺吸式口器，甚至还没有很多昆虫具备的飞行能力。
那它们为什么不会飞？又是如何适应南极的低温的？其实南极摇蚊不会飞行是为了防止南极呼呼刮着的冷风把它们吹到别处。它们虽然不怕冷，但也没法去低于负十五摄氏度的地方长期生活，于是它们一生常驻在高于负十五摄氏度的南极土层。
土层中，还是蛋宝宝的南极摇蚊就有抗寒的装备——厚厚的胶状物质。这些胶状物质可外用也可内服，外用可以帮助里面的幼虫抵抗脱水和低温危害，内服则是里面有不少营养物质。
南极摇蚊和卵
图源：Phys.org
它们在孵化期间待在零摄氏度左右的冰层土壤之中（比外界高了数十摄氏度）。刚刚孵化的幼虫还凭借紫黑色的体色，吸收更多的热量以利于生存，而南极的一些藻类则成为了幼虫成长的佳肴。
在尽是风寒的南极，南极摇蚊的身体会持续表达生成热激蛋白，这类蛋白有利于极端温度下防止其他蛋白质失活，并让蛋白发挥功能，这样自己的身体可以在极端低温下也正常运转而非停机开摆。南极摇蚊甚至还会让自己体内的水丧失掉百分之七十，避免自己被冻成蚊子味儿冰棍。体内的海藻糖等抗冻物质也发挥了作用。
海藻糖就是现在很多人选择替换掉白砂糖的那个糖，是一种天然双糖，在神经退行性疾病动物模型中，海藻糖能减少脑内炎症、提高抗氧化防御能力，显著改善神经元自噬功能。
南极摇蚊虽然不怕冷，但相比温暖地区的亲戚们而言是真的怕热。如果在十几摄氏度环境下生存，它们的幼虫撑不到一周。要是把南极摇蚊仍在三伏天的中国东部，活几个小时便去见达尔文了。
南极摇蚊小群体
图源：inaturalist.org
人类看到南极摇蚊有这样的生存本领，发现它们在昆虫家族中具有最小的基因组，以及13500个基因，根据对它们体内有关生长发育、代谢调控、适应极端天气的基因的研究，有人看到了背后的医学希望——在移植人体器官过程中，需要保存组织的活性，而南极摇蚊相关基因表达的蛋白质则有利于生物组织保持活性。没准南极摇蚊防寒的本领，可以帮助人们提升医疗水平。
参考文献
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史彩华, 胡静荣, 李传仁等. 环境胁迫下昆虫的耐寒适应机制研究进展[J]. 植物保护, 2016, 42(006):21-28.
Multi-level analysis of reproduction in an Antarctic midge identifies female and male accessory gland products that are altered by larval stress and impact progeny viability
November 2020Scientific Reports 10(1)
DOI: 10.1038/s41598-020-76139-6
撰文 | 大清神龙
部分图片 | 图虫创意
微信编辑 | 赵之遇