Warum friert der Fisch im Norden nicht draußen?

Wir wissen, dass das Jahr kalt ist, es ist ein weiterer Winter. Die Temperaturen gehen allmählich zurück, und im Norden hat die Heizung begonnen. Viele Fischliebhaber bringen ihre Fische zur vorübergehenden Aufbewahrung ins Haus und setzen sie im kommenden warmen Frühjahr wieder aus. Wie überleben Fische in nördlichen Fischteichen, Flüssen oder Seen den Winter?

Nördliche Gewässer frieren im Winter zu, und je weiter nördlich das Klima kälter ist, desto länger friert die Wasseroberfläche zu. Vor nicht allzu langer Zeit sah ich diese Nachricht im Internet:

Eine Frau in Harbin, Heilongjiang, züchtete einige Fische in einem Becken in ihrem kleinen Innenhof. Um Stromkosten zu sparen, schaltete sie den Elektroboiler normalerweise nur nachts ein. In der Nacht zum 23. November stellte sie jedoch fest, dass das Aquarium gefror, als die Temperatur auf minus 29 Grad fiel. Die Frau hatte Mühe, das gefrorene Becken zu öffnen und die Fische in das warme Wasser zu setzen, aber glücklicherweise starben sie nicht.

Viele Menschen finden es seltsam, dass nach dem gesunden Menschenverstand die Temperatur eines Eis-Wasser-Gemischs null Grad betragen sollte, was zum Erfrieren der Fische führen müsste. Diese Frage ist eigentlich bezeichnend für die Tatsache, dass in einigen kalten Regionen Seen und Flüsse oft zufrieren, Fische aber trotzdem die kalten Wintermonate friedlich überleben können, bis das Eis schmilzt. Wie also überleben Fische in der Kälte?

Wasser hat die höchste Dichte bei 4°C(math.) GattungDies ist eine sehr wichtige physikalische Eigenschaft von Wasser.

Im Herbst, die Luft- und Wassertemperaturen langsam sinken, in der Nähe von 4 Grad Celsius, nach der "thermischen Expansion und Kontraktion" Eigenschaften - wie die Temperatur des Wassers sinkt, wird die Dichte des Wassers zu erhöhen, bis zu 3,98 ℃ über Null, die Dichte von reinem Wasser erreicht seinen maximalen Wert. Unter der Wirkung der Schwerkraft sinken auf den Boden des Teiches. Und wenn die Oberfläche der Wassertemperatur unter 4 ℃ weiter zu sinken, die Dichte der Oberflächenschicht des Wassers weiter zu verringern, aufgrund 4 ℃ (der genaue Wert von 3,98 ℃, wir üblicherweise auf 4 ℃ gerundet) der spezifischen Schwerkraft des größten Wasser sinken auf den Boden des Teiches, während die Dichte der Oberflächenschicht des Wassers als die untere Schicht der Wasserdichte niedrig zu sein, an diesem Punkt, die Oberfläche der Temperatur des Wassers ist relativ niedrig, wird nicht auf den Boden des Teiches sinken, wurde in der Oberflächenschicht des Körpers von Wasser, bis das Einfrieren.

Da das 4 °C warme Wasser auf den Grund des Teiches sinkt, entsteht am Grund des Teiches eine Umgebung, die für die Überwinterung der Fische geeignet ist. Bei der Überwinterung bewegen sich die Fische innerhalb dieser Wasserschicht, und obwohl das dicke Eis sehr kalt aussieht, ist es in Wirklichkeit eher wie eine natürliche große Steppdecke, die den Fischen Isolierung bietet. Solange das gesamte Wasser nicht vollständig zu einer Eisschicht gefroren ist, erfrieren die Fische darin nicht.

2017 veröffentlichten Wissenschaftler der Universität Liverpool im Vereinigten Königreich in der Fachzeitschrift Nature Scientific Reports eine Studie, in der sie feststellten, dass Goldfische und Karpfen in Gletscherseen in Nordeuropa vier oder fünf Monate lang unter der sauerstoffarmen Eiskappe überleben können und den langen, kalten Winter problemlos überstehen.

Nach langen Forschungen und Experimenten haben Wissenschaftler entdeckt, dass die meisten Tiere eine Gruppe von Proteinen in ihrem Körper haben, die Kohlenhydrate zur Energiegewinnung an die Mitochondrien der Zellen liefern. In Abwesenheit von Sauerstoff entsteht bei der Verarmung an Kohlenhydraten jedoch Milchsäure, was zu einer Laktatazidose führt, die bei Menschen und den meisten Tieren innerhalb von Minuten nach dem Sauerstoffentzug zum Tod führen kann.

Die Studie zeigte jedoch auch, dass der nahe Verwandte des Karpfens, der Koi, dieses Proteinsystem nicht entwickelt hat. Obwohl Kois hypoxische Umgebungen tolerieren können, sterben sie bei starkem Sauerstoffmangel schnell. Bedeutet dies, dass Kois im Vergleich zu Goldfischen weniger gut in der Lage sind, den Winter in einer sauerstoffarmen Umgebung im Freien zu überleben?