Żaba leśnaLithobates sylvaticus) jest płazem z rzędu Anuran, który wyróżnia się wśród tych stworzeń jego tolerancja na ekstremalnie niskie temperatury.
Dzieje się tak, ponieważ te żaby mogą przetrwać sezony, podczas których ulegają częściowemu zamrożeniu dwóch trzecich wody zawartej w ich ciałach. Z tego powodu jest to jeden z gatunków, które nauka nazwała „ekstremofilnym”.
Gdzie mieszka żaba leśna?
Jest to najbardziej wysunięta na północ żaba na świecie, której siedlisko rozciąga się przez borealne i wschodnie lasy liściaste Ameryki Północnej. W związku z tym ma zasięg, który waha się od stanu Georgia po Kanadę i koło podbiegunowe.
Gatunek ten wytrzymuje mrozy do -16 stopni i wytrzymuje dwumiesięczny okres zamrożenia w temperaturze -4 stopni.
Jaka jest strategia żaby leśnej, aby przetrwać zamarzanie?
Żaby leśne zapobiegają zamarzaniu dzięki krioprotektantom. Są to substancje, które działają poprzez obniżenie temperatury, w której zamarzają płyny ustrojowe. Możesz sobie wyobrazić, że działają one w sposób analogiczny do płynu niezamarzającego w układzie twojego samochodu.
Głównymi związkami w przeżyciu przez zamrożenie żaby drzewnej są dwa:
- Mocznik, który gromadzi się w organizmie jesienią i wczesną zimą.
- Glukoza, który jest szybko i obficie mobilizowany z zapasów glikogenu w wątrobie, jako bezpośrednia reakcja na niskie temperatury.
Krioprotektanty ograniczają ilość lodu, który faktycznie tworzy się na ciele gdziekolwiek. Im więcej tej krioprotekcyjnej substancji rozpuszczonej może się akumulować, tym mniej lodu się utworzy, a tym samym mniej stresu będzie oddziaływać na komórki i tkanki.
A co z funkcjami ciała żaby leśnej?
Łatwo sobie wyobrazić, że dopóki trwa mróz, żaba przestaje oddychać, a jej serce całkowicie przestaje bić na kilka dni lub tygodni.
W rzeczywistości w okresie hibernacji wszystkie procesy fizyczne u żab, od aktywności metabolicznej po produkcję odpadów, są prawie całkowicie zatrzymane.
Powtarzający się cykl
Co ciekawe, eksperci, którzy badali ten gatunek, twierdzą, że żaby w swoim naturalnym życiu mogą doświadczać wielu epizodów zamarzania/rozmrażania w ciągu zimy.
Jest to możliwe, ponieważ te żaby zachowują znaczną responsywność na:
- Synteza glukozy. W rzeczywistości zwierzęta te pozostają w stanie hiperglikemii długo po rozmrożeniu.
- Nagromadzenie wysokiego poziomu krioprotektantów w tkance mózgowej.
Eksperci donoszą, że za każdym razem, gdy temperatura otoczenia wzrasta, a lód topnieje, żaby rozmarzają.
W ten sposób woda powoli wpływa do komórek, krew zaczyna ponownie krążyć, a żaba odżywa. W laboratorium lód na twoim ciele topnieje w około 20 minut, a serce zaczyna bić po kolejnych 20-30 minutach.
Na wolności, kiedy wiosna wreszcie nadchodzi i postanawia zostać, żaby wyskakują bez szwanku. Niewątpliwie gatunek korzysta z tego „przerwy” na skutek zamrażania, gdyż zmniejszając swój metabolizm, zwiększ swoje szanse na przeżycie podczas długich zimowych miesięcy.
Po zamrożeniu żaba drzewna wchodzi w stan zawieszonej animacji, charakteryzującej się ustaniem funkcji życiowych, takich jak brak bicia serca, krążenie krwi, oddychanie, aktywność mózgu i ruch.
Przyszłość medycyny?
Należy zauważyć, że jest nadzieja, że medycyna może pewnego dnia skopiować technikę żaby drzewnej do pomocy przy przeszczepianiu narządów ludzkich.
Obecnie lekarze mają tylko godziny na przeniesienie oddanego narządu do żywego pacjenta, zanim pacjent zostanie zbyt poważnie uszkodzony. Zamrożenie narządów nie wchodzi w grę, ponieważ komórki ulegają odwodnieniu.
Poza tym, że jest fascynującym tematem, możliwość zamrażania i rozmrażania żywych narządów i tkanek bez ich uszkadzania ma potencjalnie poważne implikacje dla takich dziedzin, jak przeszczepianie narządów.
Gdybyśmy mogli zamrozić ludzkie organy, nawet na krótki okres, bylibyśmy przełomem dla nauki i medycyny. Pozwoliłoby to na wysyłkę narządów na cały świat, co znacznie usprawniłoby proces darowizny.