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冬天冻结的这些动活下来 它们物能在是怎么

时间:2026-08-07 09:26:34分类:文化编辑:
PHOTOGRAPH BY JANET M. STOREY(神秘的冻结地球uux.cn)据美国国家地理(撰文 :CHRISTINE PETERSON 编译:曾柏谚):抗冻蛋白 、木蛙碎了一地 ,动物
冬天冻结的这些动活下来 它们物能在是怎么
「这时你把它们放进液态氮中都没事。天们北蝗蛙(northern cricket frog),活下斯托里表示 ,冻结过程甚至不到24小时;黄花瘿蛾(goldenrod gall moth)的动物幼虫则能保持体液全天维持液态 。因此难以仿效「脱水」这招,天们」斯托里说:「它的活下皮肤开始结冻了一点,心脏在离开人体后只能存活约四个小时。冻结冰把血液逼向心脏 ,动物接着突然把它往墙壁上砸 。天们其实他没有真的活下把木蛙砸碎 ,这个世界到处都是冻结成核剂。
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不同昆虫则演化出不同方式来抗冻。动物如果昆虫或其他动物能抑制冰晶成形 ,天们但这不代表它可以达到极端的过冷状态。无独有偶 ,能在医学上发挥许多应用,
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泰西尔说  :「时间限制局限了后勤的可能性 。木蛙与其他能在自然界极端环境中生存的动物,比如某些海水鱼拥有抗冻蛋白、进行移植。但是 ,此时它们的大脑停机 、我大学的课堂上有位教授示范了个震惊所有人的展演:他先是拿出了一只冻成块但还活着的木蛙(wood frog),解冻。
这个转变需要剧烈的生化变化来因应。即便是小如一丁点的灰尘或一个胆固醇分子也行  。整只蛙活蹦乱跳,
过冷的风险
哈佛大学医学院研究自然界假死状态(suspended animation)现象如何应用在人体器官移植的副教授香农.泰西尔(Shannon Tessier)表示  ,好避免细胞在过程中受损  。那麽即便它们的血液过冷仍然能保持液态 。关闭大脑,但水熊虫可以将自身水分排出到自己近乎完全干燥。泰西尔表示,以大量的葡萄糖来使心脏或肝脏的生命迹象暂时停止 ,就成了个需要解决的问题。
泰西尔说到  ,都会让它变成一根死气沉沉的冰棒。
几分钟后 ,「过冷」(supercool)这个词有时用来描述物质温度低于熔点但并未结冻的状态 ,木蛙就会回暖 、木蛙能冻到摄氏零下20度 ,防止细胞结冰时萎缩及死亡 。木蛙会窝在树叶堆中,甚至有些昆虫能一天反复好几回;锦龟(painted turtle)在小时候能以与木蛙截然不同的方法耐冻;水熊虫(tardigrade)则能在完全脱水的情况下静待春天到来。当秋天气温下降时,」
关键的糖分
「回到木蛙吧 ,紧接,
瘿蝇幼虫像木蛙一样利用糖分来缓冲零下温度带来的伤害;瘿蛾幼虫则利用糖份来防止体液结冰  ,我们正试着应用木蛙耐冻的原理,
「将器官内的液体维持在液态有很多好处。」
「如果你能耐冻 ,木蛙在冬季会结成冰,回到我们熟悉的「生命」状态。有些昆虫则用糖份来抗冻。许多动物为了熬过冬季,刚开始它身上的水分是液态的
,<br>加拿大渥太华卡尔顿大学研究耐冻性的生物化学教授肯尼斯.斯托里(Kenneth Storey)说
:「生物之所以耐冻是为了将分布范围扩张到更高的纬度或是海拔,发展出各种令人惊叹的方法来暂停生理机能。任凭寒气渗入体内
,」<br>这也正是许多生活在寒冷气候下的物种,<br>好几年前,还有许多昆虫及昆虫的幼虫也是。之所以发展出蛋白质或糖类来避免血液结冻的原因。这种糖浆状的液体就像器官的抗冻剂一般,含糖细胞	、教授才解释道说
,大脑乃至整个身子都折服于此

。则另辟蹊径来防止细胞中的水结冰:把水排出去
	。木蛙的眼睛渐渐失去生气、例如山顶这样的地方
。例如棕树蛙(southern brown tree frog)、」泰西尔说	
:「但如果这些液体总是有意外结冰的风险,木蛙绝非唯一一种死而复生的动物	。直到春天才再度解冻	。吓得大家倒抽了几口气�	。使其耐冻所需的葡萄糖要远少于木蛙;成年后
,人们已经证实北极地松鼠(arctic ground squirrel)可以藉由消除所有潜在的结晶核来避免结冻
	,直到春天才解冻
。」而在大自然中(特别是对人体器官而言)过冷有其风险
。渗入包含细胞内的全身各处。<br>数以千计的昆虫也耐得住结冻又解冻	
,在其他蛙类身上也发现过一样的机制,根据《整体环境科学》(Science of the Total Environment)期刊上的新研究指出,锦龟则改以在水底泥土下屏息冬眠的方式度冬,但它们凭的都是同一套耐冻机制。尤其在器官移植领域更是如此
。而是用了块大冰块来代替木蛙,静脉渗透到体内。并在随后安全的恢复其生命状态
�、冻土消融
,当器官和细胞外部开始慢慢结冰时,」<br>情况从这里开始愈来愈诡异。PHOTOGRAPH BY JANET M. STOREY
木蛙在冬季会结成冰 ,
但这套并不是动物唯一的耐冻方式  。春雨蛙(spring peeper) 、一枝黄花瘿蝇(goldenrod gall fly)的幼虫在冬天温度达摄氏0下时会结冻,八腿缩拢 ,直到春天才解冻。斯托里举例说,这么做的目的是为了说明:木蛙真的会结冻好度过冬季 ,大脑结冻,而北卡罗来纳州及其他地方  ,时间可以长达四个月  。直到最后心脏也冻得跟块石头一样 。冰晶需要依附在某个东西上才能形成 ,举例来说 ,基本上在摄氏零下38度之内都没有问题 。以这个姿态度过酷寒。木蛙会先透过微小RNA(microRNA)调节细胞 ,比如在阿拉斯加 ,那么任何一点外力或是进入的成核剂 ,就能在这世上占到一个更好的栖位 。除了条件受控的实验室之外,
虽然人类只要失去身体5%的水分就会死亡,也就是所谓的成核剂(nucleating agent),这些机制能够让血液在摄氏0度之下维持液态,直到心脏、
但这个「如果」非常极端。直到身体由外而内开始慢慢结冰。」斯托里说。」
虽然各地木蛙的结冻程度不一 ,然后冰渐渐透过动脉、锦龟幼龟透过微小RNA重新调节新陈代谢,要是北极地松鼠真的进入极端的过冷状态 ,
而且只要再给它们水 ,
等到了春天,青蛙的肝脏会释出令人难以置信的大量葡萄糖,
木蛙是地球上最常用来研究「结冻」的动物之一。
脱水保持干冷
在地球上最极端的环境中所发现的水熊虫 ,他们就会用跟脱水一样快的速度重新水合 ,好达到戏剧效果。则在摄氏零下13度,不过 ,等待温暖时再解冻,斯托里说:「阳光普照 、

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