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冰冻青蛙为什么可以复活,而人类却不能?

为什么冰冻的青蛙能复活,而人类却不能?

长期以来,人类一直梦想着学会如何在深度冷冻状态下保存生命体,并在必要时在未来使他们复活。同时,自然界中也存在这样的例子:生活在阿拉斯加的树蛙能够 “变成冰”,一旦解冻,就会重新活过来。

每年秋天,这些青蛙为了度过严寒的冬天,在气温下降时就会结冰,一直冻到春天。而解冻后,它们看起来比例如一块肉要好得多,因为在相同的储存期后,会从冰箱里取出来。

来自阿拉斯加大学费尔班克斯分校和该校北极生物研究所(UAF)的科学家们对实验室青蛙和自然栖息地的青蛙进行了一系列实验。这些研究的结果表明,生活在野外的青蛙的耐寒能力比以前认为的要高得多。

阿拉斯加的树蛙在地面上越冬,在腐烂的泥土和落叶中冬眠,那里的温度可以保持在冰点以下六个月以上,低至-20℃。

众所周知,当一个生物体的细胞受到冷冻时,它们会变干并最终死亡。为了避免这种情况,青蛙形象地用葡萄糖包裹它们的细胞,从而减缓它们的干燥–科学家称这是冷冻保护过程。

细胞内的糖的浓度也有助于平衡细胞外的盐的浓度,这些盐在冰的形成过程中形成。糖和其他冷冻保护剂在细胞内保留水分,从而防止细胞死亡。

研究发现,生活在自然栖息地的青蛙在身体组织中积累的葡萄糖浓度远远高于实验室里的冷冻青蛙。与实验室青蛙的数据相比,青蛙栖息地的葡萄糖浓度在肌肉组织中高出13倍,在心脏组织中高出10倍,在肝组织中高出3.3倍。

科学家们认为,与实验室青蛙相比,正是这种额外的葡萄糖保护使野生青蛙在较低的温度下(低至-18°C)有100%的存活率,而且时间更长(长达218天)。

研究发现,野生青蛙体内的葡萄糖积累量大得惊人,这与它们在初秋经历的多种冷冻-解冻过程有关,这些过程正是刺激了青蛙体内葡萄糖的极度活跃的生产和积累。

当然,在实验室里创造和维持完全自然的条件是不可能的,因为一个现代人不可能考虑到大自然机制的所有细微差别和特殊性。然而,以大自然的经验为例,科学家们设法在实验室条件下取得了令人印象深刻的结果:在温度不超过-7.2°C且没有反复冷冻-解冻循环的情况下 “过冬 “的冷冻青蛙的存活率达到了几个星期。

与越冬的冰冻青蛙研究有关的发现具有重要的实际意义。科学家们相信,有一天他们将彻底研究青蛙的所有技巧,并将其用于移植学。如果他们能够冷冻器官,使其在解冻过程中不被损坏,医生将有更多时间进行进一步的移植。

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文章名称:《冰冻青蛙为什么可以复活,而人类却不能?》
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