قورباغه‌ای که ۸ ماه یخ می‌زند، می‌میرد و دوباره زنده می‌شود؛ راز بقا در سرمای ۵۰ درجه زیر صفر!

راز بقا: تصور کنید قورباغه‌ای کوچک در دل زمستان کاملاً یخ بزند؛ قلبش از تپش بایستد، تنفسش متوقف شود و حتی فعالیت مغزش نیز از بین برود. به نظر می‌رسد چنین جانوری دیگر زنده نیست. اما قورباغه چوبی آمریکای شمالی دقیقاً همین کار را انجام می‌دهد و سپس با آمدن بهار دوباره به زندگی بازمی‌گردد.

قورباغه چوبی با نام علمی Lithobates sylvaticus تنها حدود ۴ تا ۸ سانتی‌متر طول دارد، اما یکی از شگفت‌انگیزترین سازگاری‌های فیزیولوژیک در میان دوزیستان را در اختیار دارد. این قورباغه در بخش‌هایی از آلاسکا و کانادا زندگی می‌کند؛ مناطقی که دمای زمستان در آن‌ها می‌تواند به حدود ۵۰ درجه زیر صفر برسد.

این جانور قادر است تا حدود هشت ماه در دماهای زیر صفر دوام بیاورد.

راهی متفاوت برای گذراندن زمستان

بیشتر قورباغه‌ها برای فرار از سرمای شدید، به آب یا مکان‌های زیرزمینی پناه می‌برند؛ جایی که دما به نقطه انجماد نمی‌رسد. اما قورباغه چوبی راه متفاوتی را انتخاب کرده است.

با کاهش دما، بخشی از آب بدن آن شروع به یخ زدن می‌کند. بلورهای یخ در فضای اطراف اندام‌های داخلی، زیر پوست و حتی در عدسی چشم‌های قورباغه شکل می‌گیرند. برای بیشتر جانوران، تشکیل چنین بلورهایی در بدن مرگبار است. اما برای قورباغه چوبی، این اتفاق آغاز یک سازوکار دفاعی فوق‌العاده است.

ضدیخ طبیعی در بدن قورباغه

وقتی دما به زیر صفر می‌رسد، کبد قورباغه مقدار بسیار زیادی گلوکز را وارد جریان خون می‌کند.

غلظت بالای گلوکز مانند یک ضدیخ طبیعی عمل می‌کند. این قند از سلول‌ها محافظت می‌کند و مانع از تشکیل بلورهای یخ درون خود سلول‌ها می‌شود. در واقع، ممکن است اطراف اندام‌های قورباغه یخ تشکیل شود، اما سلول‌های بدن آن تا حد زیادی از یخ‌زدگی در امان می‌مانند.

گلوکز همچنین به کاهش آب از دست‌رفته سلول‌ها کمک می‌کند؛ زیرا هنگام یخ‌زدن بخشی از آب بدن، آب از سلول‌ها خارج می‌شود و خطر کم‌آبی سلولی افزایش می‌یابد.

قلبی که می‌ایستد و دوباره شروع می‌کند

در اوج این وضعیت، قورباغه تقریباً شبیه توده‌ای بی‌جان از یخ است. قلبش نمی‌تپد، تنفس ندارد، فعالیت مغزی متوقف شده و عضلاتش نیز قادر به حرکت نیستند. اما این پایان ماجرا نیست.

با فرا رسیدن بهار و افزایش دما، بدن قورباغه شروع به آب شدن می‌کند. قلب دوباره شروع به تپیدن می‌کند، آب به سلول‌ها بازمی‌گردد و فعالیت مغز از سر گرفته می‌شود.

پس از آنکه بدن کاملاً از حالت انجماد خارج شد، فرایندهای سوخت‌وساز دوباره فعال می‌شوند و قورباغه می‌تواند بدون آسیب جدی از پناهگاه زمستانی خود بیرون بیاید.

مزیتی بزرگ برای آغاز زودهنگام فصل تولیدمثل

این سازگاری یک مزیت مهم نیز برای قورباغه چوبی ایجاد می‌کند. این گونه در اوایل بهار، یکی از نخستین قورباغه‌هایی است که دوباره فعال می‌شود. به محض آنکه برکه‌های کوچک و آبگیرهای حاصل از ذوب برف شروع به آب شدن کنند، قورباغه‌ها می‌توانند وارد مرحله جفت‌گیری و تخم‌گذاری شوند.

بنابراین، توانایی تحمل یخ‌زدگی نه‌تنها به آن‌ها اجازه می‌دهد زمستان‌های بسیار سخت را پشت سر بگذارند، بلکه امکان می‌دهد در ابتدای فصل بهار، پیش از بسیاری از گونه‌های رقیب، تولیدمثل را آغاز کنند.

الهام از قورباغه برای پزشکی انسان

توانایی قورباغه چوبی در تحمل انجماد تنها یک شگفتی طبیعی نیست؛ دانشمندان امیدوارند بتوانند از این سازوکار در پزشکی نیز استفاده کنند.

یکی از زمینه‌های مورد توجه، حفظ اندام‌های انسانی برای پیوند است. اگر پژوهشگران بتوانند مکانیسم‌های محافظت سلولی این قورباغه را بهتر درک کنند، شاید در آینده بتوان از اصول مشابه برای افزایش مدت نگهداری اندام‌های اهدایی استفاده کرد.

قورباغه چوبی در واقع نمونه‌ای خارق‌العاده از این حقیقت است که طبیعت می‌تواند راه‌حل‌هایی برای مشکلاتی ارائه دهد که علم پزشکی هنوز با آن‌ها دست‌وپنجه نرم می‌کند.جانوری کوچک، در میان سرمای شدید شمال آمریکای شمالی، هر سال برای ماه‌ها «یخ می‌زند»؛ اما با بازگشت بهار، قلبش دوباره به تپش درمی‌آید و زندگی از نو آغاز می‌شود.