丰年虾（Artemia）是一种小型甲壳动物，可以在钠浓度高达25%的环境中茁壮成长（超过典型海洋海水的八倍以上）。它们在内陆盐湖中非常丰富，盐蝇幼虫是已知的唯一其他生物。

这种虫能够忍受一些最恶劣环境的机制尚不清楚。先前已知的适应性特征包括一层紧密的保护层（外皮），以避免水分流失，并通过幼虫颈部或成体游泳附肢中的专门的盐腺大量排出钠（Na+）和氯（Cl-）离子。

盐腺内层是一种离子传递组织，在这种组织中，大多数离子的传递是由钠-钾ATP酶（NKA）提供动力的，这是所有动物中都存在的一种必不可少的蛋白泵，由α（α）和β（β）亚基组成。大多数已知的NKA变体在交换两个钾（K+）离子的同时将三个钠（Na+）离子排出细胞。然后，NKA建立的Na+梯度由细胞膜中的其他蛋白用于运输其他物质。一种丰年虾NKA α亚单位变体在盐度升高时大幅增加。在盐度达到甚至盐蝇幼虫无法生存的水平时，这种上调是极端的。

为了更好地了解这种变体为丰年虾在极端盐度中生存的能力提供的优势，德克萨斯大学的研究团队研究了盐度引起的倾覆的影响以及上调的NKA变体的结构和功能。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

在进行结构-功能研究之前，研究人员发现丰年虾有三个α变体（而不是先前已知的两个）和两个β变体（而不是一个）。α亚单位包含NKA功能所需的大多数蛋白组分，而β对于NKA达到负责适当功能的负离子膜的负载是必需的。上调的NKA亚单位被称为α2KK，因为它有两个氨基酸替代，其中赖氨酸（由单字母代码K表示的带电氨基酸）替代了钠和钾离子在运输过程中结合的区域中的天冬酰胺。

研究团队能够解析α2KK的结构，揭示了两个NKA-alpha2KK赖氨酸的排列方式，这使它们能够改变每个循环中泵传输的Na+和K+离子的数量。然后，他们表明含有双赖氨酸的NKA行为类似于α2KK，然后证明这些含有赖氨酸的NKA变体的传输具有不同的化学计量法：每个循环的Na+对应于2个K+，而不是Na+对应于2个K+。

这种独特的化学计量法意味着这种特殊的NKA变体与常规NKAs相比，使用的能量更多，用于传输Na+和K+。研究人员表示，理解其重要性的一种方式是将梯度视为高度，将钠离子视为需要提升到该高度的砖块。

你可能能够一次从地板上提起三块砖，但可能只能将它们提起几英寸。如果需要将它们从地板提高六英尺，一种解决方案可能是将单个砖块分三次提起。另一个类比可能是在上坡时需要降低汽车的齿轮，以速度换取功率，并使用更多的汽油来移动。

换句话说，当动物生活在极端盐度时，参数变化的速率超过某个临界值，系统可能会在相对较短的时间内以大规模灭绝的方式崩溃。