冰面下的鱼会觉得冷吗？冰箱里的鱼呢？

博科园AI人工智能助手 图灵

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冬天的自来水寒彻骨

所以水里比陆地更冷吗？

在我小的时候就一直有这个疑问，冬天湖水冻冰了，里边的鱼可怎么办？为什么湖水化冻以后，里边还有那么多鱼？鱼不会被冻死吗？后来我从一本地摊文学画报里看到了一个故事：每到冬天鱼就会被冻到冰里，全部被冻死，但鱼卵不怕冻，到了春天鱼卵就会孵化成小鱼，春天冰化了，小鱼会吃死去的大鱼，然后长大继续繁衍生息……这缺了八辈子大德的地摊文学就这样骗了一个懵懂纯良的少年十余载……

那么，鱼到底会不会被冻死呢？当然答案是肯定的，只要温度足够低，任何生物，即便是地表最强生物的代表——水熊虫也会被冻死，鱼又有什么特殊？一样会被冻死咯！

要想说明白这个问题，必须先解释清楚一个很多人都不一定知道的事儿：陆地更冷还是水里更冷呢？大多数人的经验是：同样温度下，水里会更冷，比如冬天的时候打开水龙头用自来水洗手，就会有冰冷刺骨的感觉；那么生活在水里的鱼，一定会感觉更冷呗？其实这是我们感官上的一个错觉。水是常见的流体中，比热容最大的一种，而且水的密度是空气的上百倍，这就让水传导热量的能力远高于空气。我们人类属于恒温动物，体温是恒定的，所以当体表接触低于体温的介质时，身体的热量就会被带走，这时就会产生“冷”的感觉。但是鱼跟我们人不一样，它们是变温动物，身体的温度会随着环境温度而改变，生活在淡水中的鱼，体温是和水温一样的。

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适宜鱼儿们生存的环境温度
最低不能低于多少呢？

初中物理告诉我们，一个标准大气压下，冰水混合物的温度是0摄氏度，也就是说只要鱼在淡水里，即便结冰温度也不会低于0摄氏度；当环境温度低于零度，水就会结冰，而当水全部结冰，温度才会继续降低。那么鱼能够经受得住0摄氏度么？如果鱼被冻进冰里，温度低于0摄氏度，鱼还能活吗？

在自然环境中，只要水体足够大，深度足够深，水体中底部的温度是要高于水表温度的。气温达到零下，水体表面的水就会结冰，结冰后体积会膨胀，密度会减小，一直漂浮在水的表面；而由于水是热的不良导体，冰的存在又进一步减少了水中热量的散失，从而影响气温传导至冰以下那些未冻结的水，这时水的温度一般高于0摄氏度，而且随着水深度的增加，温度会进一步的上升。一般来说，温带湖泊的湖面结冰以后，湖底的温度可以维持在4摄氏度左右，只要鱼老老实实待在湖底，就不用担心会被冻死。而在一些较大的河流中，河水在流速较快的时候，只有表层会冻结，而下层的水仍然处于流动状态，水温也会高于0摄氏度，鱼也不必担心自己被冻死了。

再有，现生的3万多种鱼类中，有一些种类是生活在热带地区的，比如水族店里常见的“神仙鱼”，只要水温低于10摄氏度，基本上就死翘翘了；而生活在温带和寒带的鱼类，比如我国常见的鲫鱼，就能轻松过冬，可见会不会被冻死，与鱼的“体质”也是有很大关系的。

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经历严寒依然能够存活
鱼儿们为此都付出了哪些努力？

鱼作为变温动物，自身消耗的能量远低于我们人类这样的恒温动物，而低温环境更是进一步降低了鱼的新陈代谢。所以，鱼即便不进食，只依靠体内储存的能量就足够挨过冬天，于是乎，鱼中的大多数也不必担心会被“饿死”。

那些生活在温带寒带“抗冻”的鱼到了冬季，体内的蛋白质和糖的浓度会变高，尤其是葡萄糖，浓度可以增加夏季的一倍以上，这就让鲫鱼体液的冰点降低，即便体温达到0摄氏度，体液也不会结冰，这也成为其避免被冻死的主要原因：细胞内的液体结冰后膨胀将细胞膜撑破，导致细胞受损而死亡。同理可证，由于我们养的金鱼属于由鲫鱼驯化培育出的人工观赏品种，所以即便鱼缸表面的水结冰，只要水没有完全冻结，鱼就不会被冻死。当然，经常去河边散步的朋友会看到，每年都会有一些鱼被冻在冰里，其中大多数是因为受伤或体弱等原因导致的，还有一些可能就是单纯因为倒霉。鱼在寒冷的水中虽然游得十分缓慢，但也高于大多数情况下水结冰的速度，当它察觉到即将冻冰，早就游走了。

不过近些年网上流传一些这样的视频：把完全冻住的一条鱼从冰箱里拿出来，放到水里化冻一会儿还能活过来。这样的视频一般是先把鱼放入液氮中，利用液氮将近-200摄氏度的低温急冻，这时鱼体表冻结的速度非常快，但鱼体内还是正常温度，看上去鱼表面是一层冰，放到水里以后，体表的冰化了，鱼自然也就“活过来”了。其实，如果冻的时间长一些，鱼很可能就活不过来了。趋利避害的洄游和打铁还需自身硬
海水鱼为了生存各出奇招

应付寒冷求生存，生活在海水中的鱼可能就会更辛苦一些。海水的盐度一般在3%左右，所以冰点也会降低到-2摄氏度，而海水鱼体内的体液盐度并没有这么高，也就是说海水鱼面临着“虽然水没有结冰，但是身体里的体液却结冰”的问题，这时候鱼儿们会怎么办呢？

一种解决办法就是搬家：海洋的面积很大，不少鱼都有洄游的习惯，比如我们熟悉的大黄鱼，每年春天大黄鱼会从深海来到沿岸产卵，产完卵的大黄鱼会分散到沿岸的河口等环境度过夏天，秋季再集体返回产卵场产卵。而到了冬季，它们则会集体游到水深约100米以上的深水区，深水区的环境相较于海水表层更加稳定，温度变化很小，大黄鱼就可以在这里安然地度过冬天，就像生活在东三省的人经常会在冬天飞到海南一样……可是，并不是所有鱼都洄游，就有一些“钢铁直男”选择把自己变得很抗冻，其中的代表就是拉氏南美南极鱼（Patagonotothen ramsayi）也叫南极冰鱼。

科学家通过研究，在这个家伙体内发现了一种特殊的蛋白质，这种蛋白质可以让鱼体内体液的冰点维持在-2摄氏度左右；在近些年的持续研究中，科学家又在这种鱼体内发现了好几种有类似作用的蛋白质，并将其称为抗冻蛋白（Anti Freezing Protein），这些蛋白质和水分子结合，控制水分子的不规则运动，以达到降低鱼体液冰点的作用。后来有科学家试图将这种蛋白质分离出来，并尝试将其植入其他物种体内，如果成功了，就能让一些热带地区才能种植的农作物可以在气温更低的地区种植了，看来家住东北的小伙伴想在后院种芒果的梦想，实现起来也是指日可待了！


图最后，有一个笑话分享给大家：说无论如何鱼都是不会被冻死的，因为即便是被冰冻住（只要不是瞬间低温的急冻），有很大概率不是被冻死而是死于窒息，因为鱼需要通过鳃与水的接触，获得溶解在水中的氧气进行呼吸；而水凝固成冰以后，鱼就无法呼吸了，所以从科学严谨的角度来看，与其说鱼是被冻死的，还不如说它们是先死于窒息的……
—选自中科院物理所