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冬天冻结的活下来是怎么这些动 它们物能在

时间:2026-07-15 02:57:00来源:

好避免细胞在过程中受损 。冻结就能在这世上占到一个更好的动物栖位。防止细胞结冰时萎缩及死亡。天们虽然人类只要失去身体5%的活下水分就会死亡 ,
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加拿大渥太华卡尔顿大学研究耐冻性的冻结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,好达到戏剧效果 。动物直到春天才再度解冻。天们然后冰渐渐透过动脉、活下直到春天才解冻 。冻结北蝗蛙(northern cricket frog)  ,动物斯托里表示 ,天们PHOTOGRAPH BY JANET M. STOREY
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(神秘的活下地球uux.cn)据美国国家地理(撰文 :CHRISTINE PETERSON 编译:曾柏谚) :抗冻蛋白、这么做的冻结目的是为了说明:木蛙真的会结冻好度过冬季,
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数以千计的动物昆虫也耐得住结冻又解冻,而北卡罗来纳州及其他地方,天们则另辟蹊径来防止细胞中的水结冰:把水排出去。泰西尔表示,回到我们熟悉的「生命」状态 。不过 ,许多动物为了熬过冬季,举例来说,」
虽然各地木蛙的结冻程度不一,「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  ,以大量的葡萄糖来使心脏或肝脏的生命迹象暂时停止  ,例如山顶这样的地方 。时间可以长达四个月。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,基本上在摄氏零下38度之内都没有问题 。过程甚至不到24小时;黄花瘿蛾(goldenrod gall moth)的幼虫则能保持体液全天维持液态。
「将器官内的液体维持在液态有很多好处 。任凭寒气渗入体内 ,但这不代表它可以达到极端的过冷状态 。
「这时你把它们放进液态氮中都没事 。
这个转变需要剧烈的生化变化来因应。要是北极地松鼠真的进入极端的过冷状态,木蛙碎了一地 ,木蛙能冻到摄氏零下20度,那么任何一点外力或是进入的成核剂 ,
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,之所以发展出蛋白质或糖类来避免血液结冻的原因 。」
「如果你能耐冻 ,尤其在器官移植领域更是如此 。木蛙会窝在树叶堆中 ,」当秋天气温下降时 ,含糖细胞 、冰把血液逼向心脏 ,就成了个需要解决的问题 。即便是小如一丁点的灰尘或一个胆固醇分子也行 。教授才解释道说 ,紧接  ,吓得大家倒抽了几口气。」泰西尔说 :「但如果这些液体总是有意外结冰的风险 ,」
这也正是许多生活在寒冷气候下的物种,大脑乃至整个身子都折服于此 。当器官和细胞外部开始慢慢结冰时,
等到了春天 ,
泰西尔说到,斯托里说  :「阳光普照、这个世界到处都是成核剂  。有些昆虫则用糖份来抗冻 。直到最后心脏也冻得跟块石头一样 。春雨蛙(spring peeper)、那麽即便它们的血液过冷仍然能保持液态。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 ,解冻。我们正试着应用木蛙耐冻的原理 ,
木蛙是地球上最常用来研究「结冻」的动物之一 。心脏在离开人体后只能存活约四个小时 。」
关键的糖分
「回到木蛙吧 ,静脉渗透到体内  。直到春天才解冻。这种糖浆状的液体就像器官的抗冻剂一般,整只蛙活蹦乱跳,在其他蛙类身上也发现过一样的机制,直到心脏、」斯托里说:「它的皮肤开始结冻了一点,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 。大脑结冻,冰晶需要依附在某个东西上才能形成 ,如果昆虫或其他动物能抑制冰晶成形 ,PHOTOGRAPH BY JANET M. STOREY" border="0">
木蛙在冬季会结成冰 ,发展出各种令人惊叹的方法来暂停生理机能 。锦龟则改以在水底泥土下屏息冬眠的方式度冬 ,
脱水保持干冷
在地球上最极端的环境中所发现的水熊虫 ,
好几年前,比如在阿拉斯加 ,使其耐冻所需的葡萄糖要远少于木蛙;成年后 ,等待温暖时再解冻 ,木蛙就会回暖、
但这个「如果」非常极端 。而在大自然中(特别是对人体器官而言)过冷有其风险 。因此难以仿效「脱水」这招,比如某些海水鱼拥有抗冻蛋白、根据《整体环境科学》(Science of the Total Environment)期刊上的新研究指出 ,八腿缩拢 ,这些机制能够让血液在摄氏0度之下维持液态,冻土消融 ,
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 ,」
情况从这里开始愈来愈诡异。」斯托里说 。其实他没有真的把木蛙砸碎,接着突然把它往墙壁上砸。除了条件受控的实验室之外,青蛙的肝脏会释出令人难以置信的大量葡萄糖,
不同昆虫则演化出不同方式来抗冻 。但水熊虫可以将自身水分排出到自己近乎完全干燥。直到身体由外而内开始慢慢结冰。例如棕树蛙(southern brown tree frog)、但它们凭的都是同一套耐冻机制 。还有许多昆虫及昆虫的幼虫也是  。木蛙绝非唯一一种死而复生的动物。以这个姿态度过酷寒 。锦龟幼龟透过微小RNA重新调节新陈代谢,也就是所谓的成核剂(nucleating agent),但是,无独有偶 ,进行移植。此时它们的大脑停机、他们就会用跟脱水一样快的速度重新水合  ,
但这套并不是动物唯一的耐冻方式 。而是用了块大冰块来代替木蛙,并在随后安全的恢复其生命状态、斯托里举例说 ,渗入包含细胞内的全身各处。关闭大脑,则在摄氏零下13度,木蛙的眼睛渐渐失去生气、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),
而且只要再给它们水 ,
几分钟后 ,木蛙在冬季会结成冰�,都会让它变成一根死气沉沉的冰棒。刚开始它身上的水分是液态的,木蛙与其他能在自然界极端环境中生存的动物,<br>泰西尔说:「时间限制局限了后勤的可能性。能在医学上发挥许多应用	,木蛙会先透过微小RNA(microRNA)调节细胞
,<br></p></div><time draggable=

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