Περιβάλλον
Αν δεις έναν wood frog (Lithobates sylvaticus) μέσα στον χειμώνα, μπορεί εύκολα να πιστέψεις ότι είναι νεκρός. Το σώμα του είναι παγωμένο, η κυκλοφορία του αίματος διακόπτεται και η καρδιά του σταματά προσωρινά να λειτουργεί.
Κι όμως, όταν η θερμοκρασία ανέβει, ο μικρός βάτραχος μπορεί να ξεπαγώσει και να συνεχίσει τη ζωή του.
Δεν πρόκειται για μύθο. Ο wood frog της Βόρειας Αμερικής διαθέτει έναν από τους εντυπωσιακότερους μηχανισμούς επιβίωσης που έχουν καταγραφεί σε σπονδυλωτό ζώο. Πληθυσμοί του είδους στην Αλάσκα έχουν παρατηρηθεί να παραμένουν παγωμένοι για μήνες και στη συνέχεια να ανακάμπτουν.
Το σώμα του μετατρέπεται σε… καταψύκτη
Με την πτώση της θερμοκρασίας αρχίζουν να σχηματίζονται κρύσταλλοι πάγου στους εξωκυττάριους χώρους του σώματος. Καθώς η διαδικασία προχωρά, νερό απομακρύνεται από τα όργανα και τους ιστούς, περιορίζοντας τη ζημιά που θα μπορούσε να προκαλέσει η δημιουργία πάγου μέσα στα κύτταρα.
Σε αυτή την κατάσταση, βασικές λειτουργίες ουσιαστικά αναστέλλονται. Η κυκλοφορία σταματά και το ζώο εισέρχεται σε μια ακραία κατάσταση μεταβολικής καταστολής.
Το πραγματικό μυστικό όμως βρίσκεται στη χημεία του οργανισμού του.
Η γλυκόζη γίνεται το φυσικό του «αντιψυκτικό»
Μόλις ξεκινήσει η κατάψυξη, το συκώτι του wood frog κινητοποιεί τεράστιες ποσότητες γλυκόζης από τα αποθέματα γλυκογόνου. Η γλυκόζη διανέμεται στους ιστούς και λειτουργεί ως κρυοπροστατευτική ουσία, περιορίζοντας τις βλάβες που προκαλεί η κατάψυξη στα κύτταρα.
Σημαντικό ρόλο παίζει και η ουρία, η οποία συσσωρεύεται πριν και κατά τη χειμερινή περίοδο και ενισχύει την προστασία των ιστών. Πειράματα έχουν δείξει ότι αυξημένες συγκεντρώσεις ουρίας μπορούν να βελτιώσουν τόσο την επιβίωση μετά την κατάψυξη όσο και την ταχύτητα αποκατάστασης μετά το ξεπάγωμα.
Με απλά λόγια, ο βάτραχος δημιουργεί μόνος του ένα βιολογικό σύστημα προστασίας που επιτρέπει στα κύτταρά του να αντέξουν συνθήκες οι οποίες για τα περισσότερα σπονδυλωτά θα ήταν καταστροφικές.
Στην Αλάσκα ξεπερνά τα όρια
Οι πληθυσμοί της Αλάσκας έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα ανθεκτικοί. Σε έρευνα σε φυσικές συνθήκες, wood frogs παρέμειναν παγωμένοι κατά μέσο όρο 193 συνεχόμενες ημέρες, ενώ στα σημεία όπου ξεχειμώνιαζαν καταγράφηκαν ελάχιστες θερμοκρασίες που έφταναν έως περίπου τους -18°C. Και τα 18 ζώα που παρακολουθήθηκαν επέζησαν μέχρι την άνοιξη.
Εργαστηριακές έρευνες έχουν επίσης δείξει ότι βόρειοι πληθυσμοί μπορούν να επιβιώσουν σε πειραματική κατάψυξη ακόμη και στους -16°C, αντοχή πολύ μεγαλύτερη από εκείνη πληθυσμών που ζουν σε θερμότερες περιοχές.
Δεν σημαίνει, βέβαια, ότι ο βάτραχος μπορεί να παγώσει απεριόριστα ή ότι κάθε κύτταρο του σώματός του μετατρέπεται σε συμπαγή πάγο. Η διάρκεια, η θερμοκρασία και η ταχύτητα της ψύξης επηρεάζουν σημαντικά τις πιθανότητες επιβίωσής του.
Και μετά… ξεπαγώνει
Όταν έρθει η άνοιξη και η θερμοκρασία ανέβει, η διαδικασία αντιστρέφεται. Οι φυσιολογικές λειτουργίες αρχίζουν σταδιακά να επανέρχονται και ο βάτραχος αποκτά ξανά κινητικότητα.
Πειράματα έχουν καταγράψει την επιστροφή της κυκλοφορίας, της αναπνοής και των αντανακλαστικών μετά την απόψυξη, με τον χρόνο αποκατάστασης να εξαρτάται και από το πόσο διάστημα παρέμεινε παγωμένο το ζώο.
Και κάπως έτσι, κάθε χειμώνα, ένα μικρό αμφίβιο της Βόρειας Αμερικής πραγματοποιεί κάτι που μοιάζει αδύνατο: παγώνει, οι ζωτικές λειτουργίες του αναστέλλονται και, όταν επιστρέψει η ζέστη, ο οργανισμός του ενεργοποιείται ξανά.
