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南极雪地忽然变红，出现诡异“血雪”，到底什么问题

时间：2024-11-27 16:25来源：www.aep9.com作者：未知点击：

在推理小说中，有一种经典的“暴风雪山庄”模式：一群人被困在一个与世隔绝的环境中，随后众人中会发生一些奇怪的事情。这虽然只不过推理小说的一种手法，但对于驻扎在南极沃纳德斯基站的科学家们，他们却亲身历程过一次如此奇怪的“暴风雪山庄事件”：

2020 年 2 月 6 日，当科学家们一觉醒来，就发现窗外好像不太一样。在科考站的不远处，原本皎洁的雪地染成大片腥红色，就仿佛在他们入睡之后，这里过去发生过“大屠杀”般的血流遍地。

沃纳德斯基站忽然出现的红雪｜yourweather

在这个身处南极，与世隔绝的岛屿，不可能有外人进入。科学家们开始怀疑是否海豹曾在这里捕杀过企鹅，但非常快就排除去这个可能：他们并没听到喧嚣的声音，在极昼的状况下也不可能忽视企鹅或者海豹的身影。他们又怀疑是否哪位粗心的队员在外面打翻了覆盆子果酱，但大伙都表示没做过这种事。

有好奇的科学家提取这类“血迹”的样本，这类红色的雪闻起来“散发着西瓜的气味”。在显微镜下，真相就水落石出了：红色来自一种抗寒的生物，极地雪藻（Chlamydomonas nivalis）。

显微镜下的极地雪藻｜wiki

早在公元前三世纪，亚里士多德就过去记录过红雪现象，此后全球各地不少寒冷的区域也都出现过类似的现象。但在相当长的时间里，大家一直把雪地里忽然出现的红色当作矿物沉积物或者花粉。1819 年，伴随英国极探险队从北极返回，带回了红雪的样本，大家才意识到红雪其实是一种生物。直到 20 世纪初，科学界才搞了解这是一种藻类的孢子。

极地雪藻大概在全世界各地的雪原或者山顶上出现。在大部分时候，它长期在冰天雪地中休眠，只有到温暖的季节，伴随冰雪的融化，极地雪藻开始变得活跃，在低温的水体中迅速成长，并且产生红色的孢子，就仿佛白色的调色盘中挤出了红色的颜料。

不止是雪地上，连冰川上也出现了极地雪藻｜weather

沃纳德斯基站发生的故事也是一样，当时恰好处于南极的夏天，科考站内记录下了 18.3°C 的历史高温。这类已经不了解沉睡了多长时间的极地雪藻被温暖唤醒，形成了罕见的“西瓜雪”现象。

研究环境和气候的科学家们很关注极地雪藻的踪影，由于它非常像“多米诺骨牌”：藻类在开始出现之后，因为自己的红色，会在雪地中吸收更多的热量，致使周围的雪融化得更快，从而进一步加速周围的藻类开始繁殖。

在南极不只出现过红雪，还过去出现过绿雪｜aeif.asia

不过对于生物学家们来讲，他们更关心的是极地雪藻抗寒的独特属性。极地雪藻几乎不会被冻死，当气温只须在 5℃ 以上，它就能正常地繁殖。当环境开始结冰，它就开始休眠，此时外面的寒冷对它几乎不会有影响。这也是它为什么会出目前北极和南极是什么原因。

通过对极地雪藻进行基因测序，科学家们发现它与另外一种绿藻，莱氏衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）的亲缘关系很密切，二者有很多的相似之处。但它们最大的不同，就是莱氏衣藻像大部分藻类一样，喜欢温暖的环境，而极地雪藻却只喜欢低温。也正是对环境选择的不同，最后致使了二者的分化。那样，极地雪藻为何不怕冷？

在阿尔卑斯山出现的红雪｜mikrobalpina

要了解，在极地雪藻“泛滥”的南极，并非只有低温那样简单，这里虽然是冰雪的世界，但年降水量仅有 30~50 毫米，空气干燥的程度一点不亚于撒哈拉沙漠。

不止这样，在极夜的时候，这里将近半年见不到阳光，但到了极昼，因为南极上空臭氧层很稀薄，所以这里太阳辐射强度又特别高，强烈的紫外线会对生物的细胞导致损伤。可是偏偏极地雪藻可以完美地适应南极的生活，广泛分布在南很大陆不少地区。

为了适应极地生活，极地雪藻相比其他藻类确实产生了不少改变：它的细胞壁变得更厚，并且上面会有更多的凸起增加表面积，如此能保护细胞内部的液泡免受干旱或者辐射的侵袭。不过非常重要的变化，还是极地雪藻可以分泌胡萝卜素和虾红素，这是它不怕冷的重点，也是红雪现象的起源。

极地雪藻的孢子可以在黑暗寒冷的过程中维持长期的休眠，当进入水中重新悬浮后非常快就会恢复活力｜mikrobalpina

这类类胡萝卜素可以传递极地雪藻进行光合用途时的能量，吸收多余的自由基，不只提升了光合用途的效率，也起到保护有哪些用途。这类深色的色素还能使雪藻细胞周围的冰和雪晶体融化，以获得在其他状况下没办法获得的有限营养物质和水分。它合成的其他二次代谢物，如生物聚合物（gallerten）、抗冻糖蛋白（AFGPs）、应激调节剂及具渗透性的氨基酸和糖类，也帮助雪藻愈加适应低温的环境。

对于极地雪藻的深入研究，可以启示大家生物怎么样在低端环境下存活，它也大概成为将来第一批派遣到月球或者火星基地的生物。作为一种适应性最强的植物，它可以源源不断地产生星际移民者必需的氧气。不过在今天，它在另外一个范围成为热点的研究对象，那就是皮肤护理与健康。

极地雪藻提取物制取的化妆品｜мыло-опт

现在有不少的化妆品厂家对极地雪藻进行了更深入的研究，尤其是针对其抗氧化和延缓衰老用途的研究。在细胞层面上，极地雪藻产生了热量限制（Calorie Restriction）的机理，也就是控制能量的转化。而热量限制也是现在已经被验证，是可以延长个体寿命，延缓与衰老有关疾病出现概率的办法。

在现在的试验中，极地雪藻提取物通过模拟热量限制，产生了优化皮肤新陈代谢，从而延长皮肤细胞的寿命有哪些用途。加大了皮肤细胞的防御力、提高抗氧化的应激能力，还刺激了更多胶原蛋白的生成。

其实现在不少的面膜和精华油中，已经用了极地雪藻提取物作为材料。这也算科学家们在破解“红雪之谜”过程中的一个意料之外惊喜吧！

参考文献

[1] Meteored. »Blood snow invades an Antarctic island«. https://www.yourweather.co.uk/news/science/blood-snow-invades-an-antarctic-island-world-weather-news-global-latest-science-environment-antarctica.html

[2] Gorton HL, Vogelmann TC. Ultraviolet radiation and the snow alga Chlamydomonas nivalis (Bauer) Wille. Photochem Photobiol. 2003 Jun;77(6):608-15. doi: 10.1562/0031-8655(2003)0770608:uratsa2.0.co;2. PMID: 12870846.

[3] Cvetkovska, M., Hüner, N.P.A. Smith, D.R. Chilling out: the evolution and diversification of psychrophilic algae with a focus on Chlamydomonadales. Polar Biol 40, 1169–1184 (2017). https://doi.org/10.1007/s00300-016-2045-4

[4] Zhongguo Fei Ai Za Zhi. 2023 Jun 20;26(6):473–478. [Article in Chinese] doi: 10.3779/j.issn.1009-3419.2023.101.19

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来源丨把科学带回家（ID：steamforkids）

责编丨王梦如

审校丨徐来 林林

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