Мечта человечества о сохранении живых существ в замороженном состоянии с возможностью их оживления в будущем уже давно привлекает внимание ученых. И такое уже существуют в природе. Одним из ярких примеров служат древесные лягушки, обитающие на Аляске. Эти существа могут «замораживаться» и, оттаивая, снова возвращаться к жизни.
Как лягушки переживают зимовку?
Каждую осень лягушки, живущие в холодных регионах, замерзают, чтобы пережить суровую зиму. Оттаяв, они быстро восстанавливают свою активность.
Исследования, проведенные учеными из Университета Аляски и Института биологии Арктики (UAF), показали, что хладостойкость у лягушек, обитающих в природе, гораздо выше, чем считалось раньше. В процессе наблюдений ученые изучали как лабораторных, так и диких лягушек.
Как лягушки переживают морозы?
Древесные лягушки на Аляске зимуют в земле, обустраивая себе укрытия из опавших листьев и перегнившей растительности. В таких убежищах температура может опускаться ниже нуля и оставаться на уровне -20 °C в течение шести месяцев и даже больше.
В момент замерзания все биохимические процессы в теле лягушек замедляются, а их дыхание и сердцебиение прекращаются.
Криопротекция — ключ к выживанию
Обычно, при замораживании клеток организма происходит их высыхание, что ведет к их гибели. Однако лягушки «защищают» свои клетки, используя глюкозу. Эта субстанция помогает замедлить потерю влаги в клетках, предотвращая их разрушение. Этот процесс называется криопротекцией.
Глюкоза также помогает сбалансировать концентрацию солей, которые образуются при замерзании воды внутри организма, поддерживая таким образом жизнеспособность клеток.
Глюкоза как защитник жизни лягушек
В ходе исследований было установлено, что лягушки, живущие в дикой природе, накапливают значительно больше глюкозы в своих тканях, чем те, что были заморожены в лабораторных условиях. У диких лягушек концентрация глюкозы была в 13 раз выше в мышечной ткани, в 10 раз в сердечной и в 3,3 раза в ткани печени по сравнению с лабораторными образцами.
Это позволяет диким лягушкам выживать при температурах до -18 °C в течение 218 дней, в то время как лабораторные экземпляры не могут выжить в таких условиях.
Ученые предполагают, что увеличение уровня глюкозы связано с многократными циклами замораживания и размораживания, которым подвергаются лягушки в начале осени. Эти процессы стимулируют активное накопление и выработку глюкозы.
Мечты о замораживании людей
Создание условий, имитирующих природные, в лаборатории пока невозможно, так как нужно учесть огромное количество факторов, которые трудно воссоздать искусственно. Тем не менее, на основе наблюдений за природными механизмами, ученые добились определенных успехов в лабораторных экспериментах. Например, им удалось добиться того, чтобы лягушки, «замороженные» при температуре -7,2 °C и не подвергавшиеся циклам размораживания и замораживания, прожили несколько недель.
Практическое значение исследований
Исследования, связанные с замерзающими лягушками, имеют важное практическое значение, особенно в области медицины. Ученые надеются, что в будущем технологии, основанные на природных механизмах криопротекции, смогут быть использованы в трансплантологии. Если удастся разработать методы замораживания органов без их повреждения при оттаивании, врачи получат гораздо больше времени для их пересадки.
Комментарии (0)