Таємниця заморожених жаб: як вони переживають люті зими

Північні ліси Канади та Аляски відрізняються різкими температурними діапазонами. У цих регіонах літні дні тривають до 24 годин, температура може досягати 32 °C. З іншого боку, зимовий сезон обіцяє місцевим жителям дуже низькі температури: близько -46 °C.

Взимку всім представникам флори та фауни у цих суворих місцях довелося знайти власні унікальні способи виживання. Жаби (як і інші земноводні) переносять холодну субарктичну зиму у стані сплячки. На Алясці, наприклад, мешкає деревна жаба (Lithobates sylvaticus, також Rana sylvatica), амфібія завдовжки близько 7 сантиметрів. І це єдина відома науці жаба, яка мешкає поблизу Полярного кола.

Інші жаби зазвичай переживають північні зими під водою – в озерах, струмках та ставках. У цей період їх тіло охолоджується і впадає в стан анабіозу, але температура тіла все ж таки не опускається нижче нуля, точки замерзання води. А ось у вищезгаданих лісових жаб інша стратегія виживання: вони впадають у сплячку, закопавшись у лісову підстилку, тому вони не захищені від мінусових температур. І буквально замерзають!

Життєвий цикл цих жаб давно цікавив учених: протягом кількох місяців температура тіла амфібій залишається лише на рівні -6°С. Функції організму жаби у своїй зупиняються: вона дихає, та її серце перестає битися. Вся вода всередині земноводних замерзає до весни, коли жаба розморожується, «включає» своє серце, відігрівається і починає шукати партнера для продовження роду.

У дослідженні, проведеному Доном Ларсоном з Університету Аляски у Фербенксі, група дослідників вивчала, як ці жаби змінюють свою фізіологію, щоб вижити. Адже більшість тварин не можуть пережити заморожування: якщо усередині тіла утворюються кристали льоду, вони можуть проколоти кровоносні судини. А ще по замороженій крові не передаватимуться поживні речовини та кисень до органів, що призведе до метаболічних порушень. Зрештою, лід може пошкодити клітини, витягаючи воду і викликаючи зневоднення через зламані клітинні стінки, що стане формою повсюдного та смертельного внутрішнього пошкодження.

Проте виявилося, що дерев'яні жаби навчилися заморожувати себе на строк до восьми місяців на рік. Вони зробили, начебто, біологічне диво. Коли на шкірі лісової жаби починають утворюватися кристали льоду, запускається потужна реакція адреналіну, дуже схожа на реакцію «бий або біжи» у ссавців. Тоді жаба наповнює свій кровотік «цукром», який діє як антифриз та захищає клітини.

З'ясувалося, що перед впаданням у сплячку у земноводного у півтора разу збільшується печінка, а рівень глікогену зростає втричі. Сам процес заморожування відбувається повільно, і в цей період печінка переробляє глікоген на глюкозу, яка, у свою чергу, дозволяє клітинам зберегти свою структуру. Експерти зазначили, що восени жаби буквально перетворюються на «ходячу печінку».