Правда ли, что лягушка может замерзнуть и ожить
Да, но речь идет не о любой лягушке и не о настоящем воскрешении. Самый изученный пример — североамериканская лесная лягушка Rana sylvatica, которую также называют Lithobates sylvaticus. Она способна пережить замерзание примерно 65–70% всей воды в организме. В это время животное не двигается и не дышит, а его сердце перестает биться.
Лягушка при этом не умирает. Лед образуется преимущественно не внутри клеток, а в пространстве между ними и в полостях тела. Сами клетки остаются живыми, хотя сильно обезвоживаются и на время почти полностью прекращают обычную работу.
Почему лед не разрывает клетки
Для большинства животных замерзание смертельно. Кристаллы льда повреждают мембраны и внутренние структуры клеток, а перераспределение воды нарушает баланс солей.
У лесной лягушки замерзание запускает экстренную биохимическую реакцию. Ее печень быстро расщепляет запасы гликогена и выбрасывает в кровь большое количество глюкозы. Сердце сначала ускоряется, помогая разнести сахар по организму, а затем по мере замерзания останавливается.
Глюкоза работает как криопротектор — вещество, которое защищает клетки при низких температурах. Она помогает удерживать внутри них часть воды, уменьшает обезвоживание и стабилизирует клеточные мембраны и белки. Перед зимовкой в тканях лягушки также накапливается мочевина: исследования показали, что она дополняет защитное действие глюкозы.
Такой природный «антифриз» не мешает организму замерзнуть полностью. Его задача — сделать процесс управляемым и не допустить появления опасного количества льда внутри клеток.
Что происходит с сердцем и дыханием
Когда лед распространяется по телу, кровообращение прекращается. Органы перестают получать кислород, дыхательные движения исчезают, а обмен веществ резко замедляется. Лягушка переходит в состояние, похожее на глубокий анабиоз, и расходует только небольшой запас энергии, необходимый для поддержания клеток.
После повышения температуры лед начинает таять. Одним из первых восстанавливается сердце: в лабораторных экспериментах его сокращения регистрировали уже в течение первого часа оттаивания. Затем возвращались дыхание, кровообращение, мышечные рефлексы и способность двигаться. Полное восстановление занимало больше времени и зависело от скорости оттаивания и того, насколько сильно замерзло животное.
Поэтому фраза «лягушка ожила» звучит эффектно, но биологически не совсем точна. Она не была мертва: обмен веществ и работа органов практически остановились, однако клетки сохраняли жизнеспособность.
Какой мороз может выдержать лягушка
Холодоустойчивость зависит от места обитания. Лесные лягушки из умеренных районов Северной Америки обычно выдерживают замерзание примерно до −3…−6 °C. Северные популяции приспособлены гораздо лучше.
В лабораторных экспериментах лягушки из внутренних районов Аляски восстанавливались после охлаждения до −16 °C. Некоторые животные также переживали два месяца в замерзшем состоянии при −4 °C. Перед зимовкой они накапливали больше гликогена и мочевины, чем особи из более теплых регионов.
Однако это не означает, что лягушку можно без вреда положить в обычную морозильную камеру. Выживание зависит от постепенного охлаждения, подготовки организма, количества образовавшегося льда и скорости оттаивания. Слишком быстрое или глубокое замерзание приводит к повреждению клеток и гибели.
Зачем лягушке такая способность
Лесная лягушка зимует не на дне глубокого водоема, а в неглубоких укрытиях под листьями и верхним слоем почвы. Температура там может опускаться ниже нуля, поэтому избежать замерзания удается не всегда. Способность переносить лед внутри тела позволяет животному зимовать на суше и становиться активным вскоре после весеннего потепления.
Механизмы этой адаптации интересуют не только зоологов. Ученые изучают, как клетки лягушки переживают обезвоживание, недостаток кислорода и восстановление кровотока. В будущем эти знания могут помочь совершенствовать методы хранения донорских органов и защиты тканей при ишемии, хотя напрямую перенести лягушачий механизм на человека пока невозможно.
Что в итоге
Некоторые лягушки действительно могут замерзнуть и после оттаивания вернуться к жизни. Лесная лягушка переносит превращение большей части воды в теле в лед, остановку сердца и дыхания благодаря глюкозе, мочевине и резкому замедлению обмена веществ.
Но она не замерзает целиком до состояния обычного куска льда и не воскресает после смерти. Ее организм заранее контролирует, где образуются кристаллы, защищает клетки от разрушения и сохраняет минимальную жизнеспособность до наступления тепла.