Замороженная лягушка

На фото — аляскинская лесная лягушка (Rana sylvatica). Каждый сентябрь в лесах и болотах Аляски, Канады и севера США можно наблюдать занимательное зрелище: с наступлением холодов лягушки буквально замораживаются на семь месяцев: лед покрывает тело животного, сердце останавливается, кровь перестает циркулировать, легкие не работают.

Толерантность к замерзанию — удивительное свойство амфибий, живущих в регионах с суровыми зимами. Давно известно о животных, которые могут переживать длительные заморозки (помимо многих беспозвоночных к ним относятся и некоторые позвоночные), но изучать их физиологию начали только сравнительно недавно. У лесной лягушки огромный ареал: она обитает от Аляски и до остальных северных штатов США. Однако отличаются ли северные аляскинские популяции от своих южных собратьев? Группа ученых из Университета Майами в Огайопроверила это экспериментальным путем, замораживая лягушек в лаборатории. Выяснилось, что особи из штатаОгайо переходили в замороженное состояние уже при –4°С, в то время как северные продолжали нормальную жизнедеятельность до –16°С. Но и это не предел, ведь известно, что температура зимой опускается ниже –25°С.

Ученые выяснили, что за способность противостоять холоду ответственны так называемые криопротекторы — растворы жидкостей, понижающие точку замерзания воды. У лягушек криопротекторами служат растворы глюкозыи мочевины. Если криопротекторов нет, замерзающая вода, расширяясь, разрывает клетки и убивает их. Понижение температуры в природе происходит постепенно, и у амфибий есть шанс подготовиться: мочевина начинает накапливаться в тканях, а печень лягушек увеличивается в полтора раза и активно перерабатывает гликогенв глюкозу. Концентрация этих криопротекторов не позволяет замерзнуть всей воде — а аляскинские лесные лягушки способны пережить заморозку вплоть до 65% воды в организме. И действительно, концентрация криопротекторов у северных лесных лягушек оказалась гораздо выше, чем у их южных собратьев.

Стоит отметить, что эти исследования исключительно полезны для человечества, ведь они не только дают возможность понять, как животные выживают в экстремальных условиях, но и открывают новые пути в медицине. Замораживание живых органов и тканей является камнем преткновения на пути развития трансплантологии. Ведь в случае необходимости транспортировки трансплантатов в отдаленные участки земного шара наилучшим методом сохранения их является именно заморозка. Однако пока нет достаточно качественных методов сохранения прижизненного состояния клеток. Возможно, проблема состоит в их большом размере и сложной структурной организации. Но это ученым еще предстоит выяснить.