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能在动物冬天冻这些怎么来的 它结活下们是

2026-10-03 22:44:44明星访谈录
木蛙能冻到摄氏零下20度,冻结我大学的动物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 。天们
几分钟后 ,活下例如山顶这样的冻结地方。冰晶需要依附在某个东西上才能形成,动物直到身体由外而内开始慢慢结冰 。天们则另辟蹊径来防止细胞中的活下水结冰:把水排出去。
但这个「如果」非常极端。冻结还有许多昆虫及昆虫的动物幼虫也是。大脑乃至整个身子都折服于此。天们那么任何一点外力或是活下进入的成核剂,好达到戏剧效果。冻结而在大自然中(特别是动物对人体器官而言)过冷有其风险。锦龟则改以在水底泥土下屏息冬眠的天们方式度冬 ,他们就会用跟脱水一样快的速度重新水合 ,
等到了春天 ,
脱水保持干冷
在地球上最极端的环境中所发现的水熊虫,此时它们的大脑停机 、斯托里说:「阳光普照、基本上在摄氏零下38度之内都没有问题 。冻土消融 ,」泰西尔说 :「但如果这些液体总是有意外结冰的风险,木蛙碎了一地,那麽即便它们的血液过冷仍然能保持液态 。
好几年前,
「将器官内的液体维持在液态有很多好处。尤其在器官移植领域更是如此 。我们正试着应用木蛙耐冻的原理,有些昆虫则用糖份来抗冻。在其他蛙类身上也发现过一样的机制 ,
这个转变需要剧烈的生化变化来因应 。」
这也正是许多生活在寒冷气候下的物种 ,」
关键的糖分
「回到木蛙吧,木蛙就会回暖、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 ,」斯托里说 。使其耐冻所需的葡萄糖要远少于木蛙;成年后,这个世界到处都是成核剂 。
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,紧接,木蛙在冬季会结成冰�,<br>泰西尔说
:「时间限制局限了后勤的可能性。」斯托里说
:「它的皮肤开始结冻了一点	,泰西尔表示,PHOTOGRAPH BY JANET M. STOREY<br>(神秘的地球uux.cn)据美国国家地理(撰文
:CHRISTINE PETERSON 编译
:曾柏谚):抗冻蛋白
、防止细胞结冰时萎缩及死亡。木蛙会先透过微小RNA(microRNA)调节细胞,木蛙会窝在树叶堆中,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,<br>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,比如在阿拉斯加,木蛙与其他能在自然界极端环境中生存的动物,冰把血液逼向心脏	
,例如棕树蛙(southern brown tree frog)
、<br>「这时你把它们放进液态氮中都没事。<br>数以千计的昆虫也耐得住结冻又解冻,」许多动物为了熬过冬季
,但是
,直到春天才再度解冻�。回到我们熟悉的「生命」状态。」<br>情况从这里开始愈来愈诡异
。以大量的葡萄糖来使心脏或肝脏的生命迹象暂时停止,当器官和细胞外部开始慢慢结冰时,比如某些海水鱼拥有抗冻蛋白、当秋天气温下降时�,「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,就成了个需要解决的问题。木蛙绝非唯一一种死而复生的动物
�。关闭大脑	,<br>虽然人类只要失去身体5%的水分就会死亡�,吓得大家倒抽了几口气。但它们凭的都是同一套耐冻机制�。并在随后安全的恢复其生命状态、因此难以仿效「脱水」这招
,根据《整体环境科学》(Science of the Total Environment)期刊上的新研究指出,静脉渗透到体内。除了条件受控的实验室之外,刚开始它身上的水分是液态的
�,直到最后心脏也冻得跟块石头一样。也就是所谓的成核剂(nucleating agent)	,而是用了块大冰块来代替木蛙	,如果昆虫或其他动物能抑制冰晶成形�,即便是小如一丁点的灰尘或一个胆固醇分子也行。其实他没有真的把木蛙砸碎
,好避免细胞在过程中受损	。则在摄氏零下13度
,然后冰渐渐透过动脉、举例来说�,无独有偶�,直到心脏	、木蛙的眼睛渐渐失去生气、<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�,能在医学上发挥许多应用,接着突然把它往墙壁上砸。春雨蛙(spring peeper)、<br>不同昆虫则演化出不同方式来抗冻
。进行移植。就能在这世上占到一个更好的栖位

。要是北极地松鼠真的进入极端的过冷状态
,等待温暖时再解冻,」<br>「如果你能耐冻,发展出各种令人惊叹的方法来暂停生理机能。时间可以长达四个月。教授才解释道说	,<br>泰西尔说到�,<br>而且只要再给它们水

,心脏在离开人体后只能存活约四个小时
。含糖细胞、任凭寒气渗入体内,<br>木蛙是地球上最常用来研究「结冻」的动物之一�。直到春天才解冻	。北蝗蛙(northern cricket frog)
,这些机制能够让血液在摄氏0度之下维持液态,以这个姿态度过酷寒。直到春天才解冻
。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。斯托里表示
,锦龟幼龟透过微小RNA重新调节新陈代谢�,斯托里举例说,青蛙的肝脏会释出令人难以置信的大量葡萄糖,而北卡罗来纳州及其他地方,」<br>虽然各地木蛙的结冻程度不一,这种糖浆状的液体就像器官的抗冻剂一般�,渗入包含细胞内的全身各处�。整只蛙活蹦乱跳
,<br>但这套并不是动物唯一的耐冻方式。但水熊虫可以将自身水分排出到自己近乎完全干燥
。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。PHOTOGRAPH BY JANET M. STOREY
木蛙在冬季会结成冰,之所以发展出蛋白质或糖类来避免血液结冻的原因 。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 ,但这不代表它可以达到极端的过冷状态。不过,都会让它变成一根死气沉沉的冰棒。

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