Как лягушка выживает 8 месяцев, будучи замороженной и без сердцебиения
Крошечная лесная лягушка длиной всего от 4 до 8 сантиметров приспособилась к самым суровым зимам Северной Америки. В отличие от большинства родственников, зимующих на дне глубоких незамерзающих водоемов при температуре около 4°C тепла, этот вид проводит до 8 месяцев на суше. Земноводное зарывается в опавшую листву на лесной подстилке, где температура воздуха опускается далеко ниже нуля. В период зимовки у животного полностью останавливаются сердцебиение, дыхание и мозговая активность, а организм переходит в состояние полного анабиоза.
Где обитает лесная лягушка
Лесная лягушка (Lithobates sylvaticus) представляет собой уникальное земноводное, обитающее в бореальных лесах, кустарниковых тундрах и вечнозеленых зонах США и Канады. Окрас тела варьируется в коричневых тонах без выраженных пятен, а характерной особенностью выступает темная полоса, проходящая через глаз. При этом окраска способна меняться: сразу после зимовки амфибии выглядят почти черными для маскировки в темной воде водоемов, где проходит размножение, однако на свету они светлеют за несколько часов.
Этот вид демонстрирует не только приспособленность к холодам, но и высокую термоустойчивость, выдерживая нагрев до 35–36 °C для взрослых особей и до 40 °C для головастиков. Благодаря широкому распространению Международный союз охраны природы относит лесную лягушку к видам, вызывающим наименьшие опасения, а сама популяция служит важным биоиндикатором состояния экосистем.
Как работает природный антифриз
При замерзании кожа земноводного становится твердой. Особые белки в крови заставляют межклеточную воду замерзать в первую очередь, вытягивая жидкость из внутренних тканей. В ответ на образование льда в организме печень лягушки выбрасывает в кровоток огромные дозы накопленной глюкозы. Концентрированный раствор проникает в каждую клетку, выполняя роль естественного криопротектора. Глюкоза предотвращает образование разрушительных кристаллов льда внутри клеток и защищает их от полного высыхания, пока ледяная корка покрывает внутренние органы и хрусталики глаз.
Каким образом лягушка обходится без кислорода
Полная остановка сердца приводит к прекращению метаболической активности организма. В состоянии глубокого анабиоза ткани перестраиваются и больше не требуют постоянного поступления кислорода для переработки веществ. Замороженная лягушка способна оставаться без движения и дыхания всю зиму, стойко перенося неоднократные смены погоды. Колебания температур от сильных заморозков к внезапным оттепелям не причиняют ей никакого вреда. В лабораторных условиях профессор биохимии Кеннет Стори из Карлтонского университета в Канаде подвергал земноводных многократным циклам заморозки и оттаивания, подтвердив их выносливость.
Как происходит весеннее пробуждение
С наступлением устойчивого весеннего тепла ледяной панцирь начинает медленно таять изнутри. Поступающая вода возвращается в обезвоженные клетки, после чего в течение получаса возобновляется сердцебиение. Кровоток разносит тепло и питательные вещества по телу, активизируя мозг и восстанавливая дыхательные функции. Проснувшаяся лесная лягушка обгоняет другие виды земноводных, первыми выбираясь из зимних укрытий. Земноводные сразу мигрируют к образовавшимся от таяния снега лужам и прудам, где самцы оглашают окрестности характерным кваканьем и начинают спаривание задолго до пробуждения обитателей глубоких озер.
Как эта природная технология может помочь медицине
Ученые долгое время изучают молекулярные механизмы криопротекции лесной лягушки для решения важнейших задач трансплантологии. Сейчас у хирургов есть лишь несколько часов на пересадку донорского органа, так как обычная заморозка человеческих тканей приводит к их неизбежному разрушению из-за отсутствия нуклеаторных белков и защиты от обезвоживания. Изучение лягушачьего «антифриза» способно помочь созданию методов долгосрочного хранения органов и разработке новых способов лечения диабета.
По материалу сайта a-z-animals.com
