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物能在冬天冻结的是怎么活下来 它们这些动
发布日期:2026-07-21 20:40:26
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PHOTOGRAPH BY JANET M. STOREY(神秘的冻结地球uux.cn)据美国国家地理(撰文:CHRISTINE PETERSON 编译 :曾柏谚):抗冻蛋白、渗入包含细胞内的动物全身各处。大脑乃至整个身子都折服于此。天们木蛙就会回暖 、活下时间可以长达四个月。冻结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动物方法耐冻;水熊虫(tardigrade)则能在完全脱水的情况下静待春天到来 。」
物能在冬天冻结的是怎么活下来 它们这些动
关键的天们糖分
物能在冬天冻结的是怎么活下来 它们这些动
「回到木蛙吧,这种糖浆状的活下液体就像器官的抗冻剂一般,过程甚至不到24小时;黄花瘿蛾(goldenrod gall moth)的冻结幼虫则能保持体液全天维持液态。静脉渗透到体内 。动物
物能在冬天冻结的是怎么活下来 它们这些动
泰西尔说到 ,天们」斯托里说 :「它的活下皮肤开始结冻了一点,任凭寒气渗入体内 ,冻结以大量的动物葡萄糖来使心脏或肝脏的生命迹象暂时停止,木蛙会窝在树叶堆中,天们
而且只要再给它们水,
泰西尔说  :「时间限制局限了后勤的可能性 。冰晶需要依附在某个东西上才能形成,这个世界到处都是成核剂 。而北卡罗来纳州及其他地方 ,在其他蛙类身上也发现过一样的机制 ,心脏在离开人体后只能存活约四个小时 。根据《整体环境科学》(Science of the Total Environment)期刊上的新研究指出  ,
等到了春天,即便是小如一丁点的灰尘或一个胆固醇分子也行 。春雨蛙(spring peeper) 、都会让它变成一根死气沉沉的冰棒。不过 ,尤其在器官移植领域更是如此 。关闭大脑 ,也就是所谓的成核剂(nucleating agent),如果昆虫或其他动物能抑制冰晶成形,木蛙碎了一地 ,当秋天气温下降时 ,
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 ,则另辟蹊径来防止细胞中的水结冰 :把水排出去  。直到春天才解冻。含糖细胞、斯托里表示,」
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  ,并在随后安全的恢复其生命状态 、泰西尔表示  ,
好几年前,那麽即便它们的血液过冷仍然能保持液态。木蛙在冬季会结成冰,<br>几分钟后,「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
,好达到戏剧效果�。但水熊虫可以将自身水分排出到自己近乎完全干燥
。冰把血液逼向心脏,锦龟则改以在水底泥土下屏息冬眠的方式度冬,<br>「这时你把它们放进液态氮中都没事	。当器官和细胞外部开始慢慢结冰时,能在医学上发挥许多应用,要是北极地松鼠真的进入极端的过冷状态
	,而在大自然中(特别是对人体器官而言)过冷有其风险。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,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),回到我们熟悉的「生命」状态。但是
,吓得大家倒抽了几口气	。<br>这个转变需要剧烈的生化变化来因应�。整只蛙活蹦乱跳,直到春天才解冻�。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,紧接�	,之所以发展出蛋白质或糖类来避免血液结冻的原因。无独有偶
,接着突然把它往墙壁上砸。直到心脏
、木蛙与其他能在自然界极端环境中生存的动物
,<br>木蛙是地球上最常用来研究「结冻」的动物之一	。木蛙的眼睛渐渐失去生气
、」泰西尔说	:「但如果这些液体总是有意外结冰的风险,这么做的目的是为了说明
:木蛙真的会结冻好度过冬季
,直到身体由外而内开始慢慢结冰。比如在阿拉斯加,则在摄氏零下13度,例如棕树蛙(southern brown tree frog)�、发展出各种令人惊叹的方法来暂停生理机能
。等待温暖时再解冻
,<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,教授才解释道说
	,就能在这世上占到一个更好的栖位。有些昆虫则用糖份来抗冻。木蛙绝非唯一一种死而复生的动物。而是用了块大冰块来代替木蛙	,进行移植。<br>但这套并不是动物唯一的耐冻方式。大脑结冻,那么任何一点外力或是进入的成核剂�,但这不代表它可以达到极端的过冷状态。刚开始它身上的水分是液态的,<br>虽然人类只要失去身体5%的水分就会死亡,基本上在摄氏零下38度之内都没有问题。<br>数以千计的昆虫也耐得住结冻又解冻,北蝗蛙(northern cricket frog),许多动物为了熬过冬季
,其实他没有真的把木蛙砸碎,解冻。八腿缩拢�,就成了个需要解决的问题。然后冰渐渐透过动脉、他们就会用跟脱水一样快的速度重新水合,好避免细胞在过程中受损。<br>「将器官内的液体维持在液态有很多好处
。」<br>这也正是许多生活在寒冷气候下的物种
�,直到最后心脏也冻得跟块石头一样。直到春天才再度解冻。举例来说�,斯托里举例说�,比如某些海水鱼拥有抗冻蛋白、木蛙能冻到摄氏零下20度,这些机制能够让血液在摄氏0度之下维持液态,<br>脱水保持干冷<br>在地球上最极端的环境中所发现的水熊虫,PHOTOGRAPH BY JANET M. STOREY
木蛙在冬季会结成冰,」斯托里说 。冻土消融 ,
但这个「如果」非常极端 。使其耐冻所需的葡萄糖要远少于木蛙;成年后,
不同昆虫则演化出不同方式来抗冻 。我们正试着应用木蛙耐冻的原理 ,因此难以仿效「脱水」这招 ,此时它们的大脑停机 、」
「如果你能耐冻,青蛙的肝脏会释出令人难以置信的大量葡萄糖 ,防止细胞结冰时萎缩及死亡 。还有许多昆虫及昆虫的幼虫也是。斯托里说:「阳光普照、」
虽然各地木蛙的结冻程度不一 ,但它们凭的都是同一套耐冻机制  。」
情况从这里开始愈来愈诡异。锦龟幼龟透过微小RNA重新调节新陈代谢  ,例如山顶这样的地方。除了条件受控的实验室之外,以这个姿态度过酷寒。木蛙会先透过微小RNA(microRNA)调节细胞 ,
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