Kada biste pomislili na neko arktičko stvorenje koje se priprema za oštru zimu, vjerojatno biste pomislili na nešto veliko, dlakavo i s rogovima. Izgledi da pomislite na šumsku žabu jako su mali.
Rana Sylvatica. (Credit: Wikimedia.org)
No, ovu bi predrasudu možda bilo najbolje staviti na stranu i to zbog novog istraživanja objavljenog u časopisu The Journal of Experimental Biology. Tema ovog istraživanja bila je proučavanje zapanjujuće sposobnosti vrste Rana sylvatica da se smrzne i tako preživi zimu. Rana Sylvatica je vrsta šumske žabe koja živi na području između savezne države Georgia, Kanade i Arktičkog kruga.
Studiju je vodio Jon Costanzo s Odjela za zoologiju na Sveučilištu Miami u Ohiju. Početak Costanzovog proučavanja šumskih žaba ide 25 godina u prošlost, kada je prvi put otkrio njihovu toleranciju na smrzavanje.
„Duboko-smrznute“ žabe
Postoji mnogo bića – od gmazova, insekata do morskih životinja, koja mogu podnijeti određenu razinu smrzavanja, no vrlo malo ih može izvesti ovaj trik poput šumske žabe. Ovi mali vodozemci mogu preživjeti nekoliko tjedana dok je čak 2/3 vode u njihovu tijelu smrznuto u obliku siga.
Još nevjerojatnija činjenica je da šumske žabe prestaju disati, a njihovo srce prestaje kucati, i to danima pa čak i tjednima. Tijekom ovog perioda zimske hibernacije, fizički se procesi žabe – od metabolizma do proizvodnje otpada, gotovo potpuno zaustavljaju. Što je još važnije, ove žabe mogu preživjeti i nekoliko faza smrzavanja i otapanja tijekom zime.
Kako bi testirali toleranciju isključivo šumskih žaba s Aljaske, istraživači su ih usporedili sa žabama iste vrste iz Ohija. Iako obje skupine žaba posjeduju impresivnu toleranciju na smrzavanje, ipak postoje neke razlike. Dok se žabe iz Ohija mogu smrznuti na -4 °C prije nego što se vrate u svoje normalno stanje, žabe s Aljaske bile su smrznute na temperaturi od -16 °C prije nego što su se otopile i vratile u normalno stanje.
Costanzo je uvjeren da ovi mali, ali uporni vodozemci mogu izdržati još i niže temperature.
Izbjegavanje smrti
Ove se žabe nikad ne smrznu do smrti zahvaljujući krioprotektantima, tj. tvarima koje snižavaju temperaturu smrzavanja životinjskog tkiva. Oni uključuju glukozu i ureu, a šumske žabe ih imaju u mnogo većim količinama nego njihova vrsta u Ohiju.
Povećane razine krioprotektanata omogućuju stanicama kod žaba da prežive. Kod većine životinja, izloženost temperaturama ispod 0 °C uzrokuje smanjenje stanica – proces u kojem stvaranje leda u tkivu izvlači vodu iz stanica, ostavljajući ih suhima i naposlijetku ih ubijajući.
No krioprotektanti sprječavaju to smanjivanje stanica.
“Krioprotektanti snižavaju temperaturu smrzavanja tkiva”, rekao je Costanzo. “Ograničava količinu leda koja se stvara u bilo kojem dijelu tijela. Što se više krioprotektanata akumulira, stvarat će se manje leda, a samim time bit će i manje stresa za stanice i tkiva.”
Constanzo i njegov tim pronašli su i drugu tvar kod šumskih žaba na Aljasci koja ne postoji kod žaba iz Ohija, a sljedećim istraživanjima nastojat će otkriti o kojoj tvari je riječ.
Primjena u medicini
Osim toga što je poprilično spektakularna, mogućnost da se smrzavaju i otapaju živući organi i tkiva bez njihova oštećivanja može se iskoristiti i u neke druge svrhe, poput transplantacije organa.
“Postoji velika povezanost između ovoga što ove žabe rade kako bi očuvale svoja tkiva i naše potrebe da na isti način očuvamo ljudske organe”, rekao je Constanzo, dodajući da se zamrzavanje ljudskih organa zbog transplantacije pokazalo bezuspješnim zbog njihove veličine i složenosti stanica u njima.
“Kad bismo mogli zamrznuti ljudske organe na samo kratko vrijeme, to bi bio veliki napredak jer bi se ti organi mogli prenositi iz jednog dijela svijeta u drugi, a to bi uvelike unaprijedilo proces doniranja i dobivanja odgovarajućih organa.”
A to je, ironično, vrlo topla pomisao.
