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 выживаниюОбычно, 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 лягушекВ 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 людейСоздание 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 исследованийИсследования, 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.