天再冷怎麼也凍不死的動物們

人類如果沒有衣服，恐怕只能在溫熱帶生活。你看現在的靈長類動物，大多數生活在南北回歸線之間的地方。但大多數動物都不喜歡寒冷。當冬季到來的時候，能飛的、能跑的，就遷徙到低緯度、更加溫暖的地方。不能遷徙的，依靠厚厚的脂肪和皮毛，可以在寒冷的地方過冬，或躲在地下冬眠。

不過，也有少數動物不按常理出牌，它們「定居」於極地，在寒冷麵前應對自如，即使體溫跌到了零下，它們連冷顫都不打一個。

科學家知道，如果體溫低於0℃，這對於任何動物來說都是一項嚴峻的挑戰，水在零下很容易結冰，然後發生體積膨脹。倘若動物細胞內自由流動的水結冰的話，那麼冰晶膨大會撐破細胞，從而導致動物死亡。所以，為了在零度以下生存，耐寒動物必定具備能夠減少冰晶傷害的特殊技巧。科學家希望能解開那些耐寒動物的抗凍技巧，這不僅有助於解決人體器官冷凍移植中的受損問題，甚至還能夠延長人類的平均壽命,目前已有一些患有絕症的人將自己的身體冷凍起來，等到未來醫療水平更加先進的時候再起死回生，但將來能否正常地活過來，現在誰都不敢說，科學家只是在加快這方面的研究。

自產防凍液的動物

科學家首先將目光投向了最為人熟知的耐寒動物——木蛙。在阿拉斯加寒冷的北極地區，小小的木蛙即使體溫下降到-14℃, 仍然能夠健康地度過嚴冬。科學家發現，木蛙之所以能有這麼神奇的抗寒能力，主要是由於體內能夠生產高濃度的「低溫保護劑」。這種「低溫保護劑」由尿素、葡萄糖、肝糖原組成，可以阻止體內細胞結冰。這有點類似於汽車防凍液，當「低溫保護劑」溶解到水裡，便和水分子緊密結合，水分子都連結到這種物質上，就不再相互作用結成冰了，以至於體液降至零度以下也不會結冰。

許多無脊椎動物也擁有強大的耐寒能力。從蟑螂到毛蟲，許多節肢動物都能忍受數天0℃以下的嚴寒。這些動物除了擁有「低溫保護劑」，還有一種叫做「抗凍蛋白質」的法寶，這種蛋白質喜歡和冰晶聯結在一起，可以防止冰晶進一步長大。在雙重保護下，節肢動物的體液的結冰點通常都低於-25℃。比如，阿拉斯加有一種樹皮甲蟲，根據個體的差異，其體液的結冰點可以低於-50℃到-100℃不等。這些超級耐寒的甲蟲體內含有大量「抗凍蛋白質」，以及甘油之類的「低溫保護劑」，這能讓它們即使在極端嚴寒的條件下，也能最大限度地減少冰的形成。

防凍另有高招

在寒冷的南極，南極蠓(一種生活在南極半島的沒有翅膀的蚊子)可以忍受-20℃的低體溫，可它們既不生產「低溫保護劑」也不生產「抗凍蛋白質」，它們的方法是將體內的水排出體外。大多數昆蟲最多只能失去體內20%～30%的水，但南極蠓失去70%的水後仍能存活。當南極蠓身處在冰天雪地時，由於南極蠓的身體具有高滲透性，體內的水會擴散到體外，從而防止它們脆弱的組織內部結冰，畢竟沒有了水，也就不可能有冰了。當然，在失水的同時，南極蠓的新陳代謝也會停止，看上去就像死亡了一樣。但如果你給它加了點水，它很快就會「復活」。

不過，預防結冰並不是動物抗凍的唯一方法。木蛙和其它耐寒動物還採取了另一種手段，即生產一種名叫「冰核促進劑」的物質，該物質和冰晶有著類似的結構，就像種子一樣，可以方便冰晶的形成，促進冰的生長。雖然這看上去有悖常理，但如果「冰核促進劑」能夠保證結冰發生在細胞之間而不是在細胞之內的話，那麼這種「細胞外的冰晶」造成的傷害要小得多，因為尖利的冰晶不會傷害到細胞內部精密而脆弱的結構。

「冰核促進劑」可以是任何物質，比如一小粒灰塵，甚至一個細菌。而在耐寒動物的體內，「冰核促進劑」應該是蛋白質或者脂肪——科學家目前還沒有在實驗室中分離出這些物質，因而無法確定其成分。不過，木蛙等動物的身體一旦開始結冰(即使是相對安全的「細胞外結冰」)時，它們也不得不關閉自己的生命系統，停止心跳和呼吸。因此，除了適應體內結冰之外，這些耐寒動物還進化出了在缺氧條件下生存的能力。比如，在遇到低溫時，剛孵化出的錦龜會產生一種抗氧化劑和蛋白質，同樣，脫水的南極蠓也會採取類似的機制來解決缺氧問題：南極蠓的幼蟲在冷凍狀態下，體內的抗氧化劑的含量也會升高。

無法破解的秘招

但有些哺乳動物沒被發現有什麼抗凍妙招，也依然抗凍。

在溫血的哺乳動物中間，存在一種耐寒的能手——北極地松鼠，它是唯一已知的能耐受零度以下體溫的哺乳動物，冬眠時體溫長期可以保持在-3℃。然而，諸如防凍性脫水、分泌「冰核促進劑」等方法顯然不是哺乳動物可以使用的策略，而科學家也沒有在北極地松鼠體內檢測到任何「低溫保護劑」的成分，這種松鼠為何抗凍的機制目前還是一個謎題。

科學家猜測，北極地松鼠可能也是通過預防結冰來提升耐寒能力的。在進入冬眠前，北極地松鼠可能會生產一種叫做「掩蔽劑」的物質，將體內可能成為冰核的物質清理乾淨。既然北極地松鼠體內缺乏冰核，無法觸發冰晶形成，那麼北極地松鼠體內的水自然也就無法結冰了。

不論應對零下體溫的策略是什麼，這項生理絕技對身體帶來的壓力是巨大的，大多數耐寒動物一年只能「玩」一次。比如，在春天的時候，木蛙的耐寒能力會驟降，最多忍受-5℃的低溫，北極地松鼠也有類似的現象——它們只是在冬天更耐寒。所以，動物的耐寒能力顯然又和生物鐘有千絲萬縷的聯繫。可見，人類想發展人體器官冷凍技術，需要學習的知識還多著呢。

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