李忠東

木蛙在北美隨處可見，是生活在北極地區(qū)的唯一一種兩棲動物?？岷臉O地氣候常常使冬季夜晚的溫度降至-9°C至-18°C的低溫，但木蛙卻凍不死，隨氣溫下降它把自己凍成一塊冰。等到天氣回暖，木蛙體內(nèi)外的冰塊逐漸融化，幾個小時后就能夠恢復(fù)活蹦亂跳的行動能力。

研究人員利用核磁共振對冷凍和解凍過程中的木蛙進行成像，發(fā)現(xiàn)它們身體的結(jié)冰過程從邊緣的肢體部位開始，以特定方向逐漸蔓延至體內(nèi)，整個過程持續(xù)4個多小時。當(dāng)氣溫降到0℃以下，在10分鐘內(nèi)，木蛙的皮膚組織開始結(jié)冰；3小時后，動脈和靜脈血管冰凍，心臟和大腦停止運作，但肝臟依然保持著未凍結(jié)的狀態(tài)，不過體積大大縮小；在24小時之內(nèi)，其65%的身體會被凍住，肝臟也慢慢地開始結(jié)冰，最終全身結(jié)成冰塊，保持長達8個月的“冰凍”狀態(tài)。

而解凍的過程完全相反。當(dāng)外界溫度恢復(fù)到0℃以上時，木蛙的內(nèi)臟首先解凍，再向全身各部位蔓延開去；到52分鐘時，肝臟成為最先完全解凍的器官，不過體積尚未能恢復(fù)到原始狀態(tài)；慢慢地，木蛙四肢的肌肉組織也開始解凍；3小時后，心臟完全恢復(fù)運作，血液再次灌注到血管和肝臟之中。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在木蛙的耐凍特性中，肝臟發(fā)揮著重要作用。每年的夏季和秋季，它們的肝臟就會儲備大量的肝糖原。等到了冬季環(huán)境溫度開始降低時，肝臟會快速分解肝糖原，在體內(nèi)產(chǎn)生大量葡萄糖，并通過提高心率的方式，盡可能地讓葡萄糖以最快的速度分布全身。對細(xì)胞而言，葡萄糖是一種很好的冷凍保護劑。這就相當(dāng)于在器官周圍安上了一個大冰窖，保護了器官的完好功能。

值得一提的是，木蛙的尿液在抗凍防寒中也派上了大用場。它們在長達8個月的休眠期內(nèi)始終不排尿，這是因為它們腸道中的特有微生物能回收尿液中主要的代謝成分尿素。木蛙將回收的尿素轉(zhuǎn)換成有用的氮，讓自己在冬眠、內(nèi)外結(jié)凍時維系生命。

（摘自《科學(xué)24小時》 ）