冬天结冰春天解冻,这种青蛙 告诉我们什么?

冬天结冰春天解冻,这种青蛙 告诉我们什么?,第1张

在冬眠的时候,阿拉斯加木蛙身体60%的部位会结冰,它们会停止呼吸,心跳也会停止跳动。而它们身体的一些物理过程如新陈代谢和排泄过程也会随之停止。“从所有迹象来看,它们都算死了。”阿拉斯加费尔班克斯的博士生 Don Larson说。根据Larson的研究,木蛙可以在温度-9℃到-18℃的情况下存活很长时间。事实上,它们甚至可以在一个季节里多次通过冷冻/解冻的循环生活。

研究者们发现,阿拉斯加木蛙之所以能有这么神奇的抗寒能力主要是由于其组织里高浓度的低温防护剂。木蛙细胞里的低温防护剂主要是一种包含有葡萄糖和尿素的溶液,它可以降低木蛙细胞的结冰点,帮助他们在寒冬里存活。对多数动物来说,长期暴露在零下温度的环境中将导致细胞缩水。在这个过程中,动物机体的细胞将会脱水,最后导致细胞死亡。但对于木蛙来说,低温防护剂可以帮助防止细胞缩水。

“低温防护剂可以降低细胞的冰点,从而降低机体内结冰的程度。”迈阿密大学动物学院的Jon Costanzo表示。Costanzo在过去的25年里一直致力于研究木蛙,他希望通过研究来更好地探索木蛙的身体机能。

由于对这种神奇的生物的研究,药学专家们发现了活体器官可以在不被破坏的情况下冻结和解冻的方法,这一发现可以对器官移植领域产生深远的影响。“木蛙如何在结冰和解冻的情况下保护器官的机理,可以为我们保留待移植的人体器官提供一些帮助”,Jon Costanzo解释道,“如果我们可以,即使只是在短期内冰冻人体的器官,这对器官移植界来说是一个巨大的突破,这样我们就能在世界范围内运输待移植的器官,这样可以很好地提高器官配对成功的概率。”

9种最神奇的动物心脏如下:

1、仙女蜂——最小的心脏

仙女蜂是一种很小的胡峰类的昆虫,通常体长在0.5mm到1.0mm之间。仙女蜂中包含世界上最小的飞行昆虫,体长只有0.139mm。它们的一生十分短暂,通常只有几天。仙女蜂有着已知动物的最小心脏,需要显微镜才能看清楚。

2、狗——身体占比最大的心脏

关于狗狗心脏的一个令人惊讶的事实是,它们的心脏质量和身体质量的比例是动物界最靠前的,达到0.8%,而人类以及大象、老鼠等只有0.6%。比狗狗稍微低一点是它们的祖先——狼。

3、猎豹——速率变化最快的心脏

猎豹是一种猫科动物,主要分布在非洲地区和亚洲的伊朗,被认为是地球上跑得最快的动物。猎豹能跑这么快的一个关键要素是它的心脏跳动频率的变化。猎豹在休息状态下,心跳速度为每分钟120下,和一个慢跑中的人类差不多。人类的心跳需要一个过程才能突破达到自身的极限,每分钟220次,而猎豹达到自身的极限,每分钟250次,只需要短短的几秒钟的时间。

4、小臭鼩——跳动最快的心脏

体型越小,心跳越快,这是脊椎动物的一个较为普遍的特征。最小的哺乳动物——小臭鼩有着超高的心跳速率。它的身体长度只有4cm,体重只有1.8g,心跳能达到每分钟1511次。

5、长颈鹿——血压最高的心脏

长颈鹿是地球上最高的动物,它们的心脏距离头部接近2.5m,比姚明的身高还高,因此如何把血液输送到头部,是个问题。为此,长颈鹿演化出了更大的心脏——大小约0.6m,重约11kg,不过这还不够。长颈鹿还演化出了极高的血压,它的近心血压达到280/180毫米汞柱,是人类的两倍多。

6、蓝鲸——最大的心脏

蓝鲸是地球上现存最大的动物,最大的体重约173吨。巨大的体型也决定了蓝鲸巨大的内脏器官。蓝鲸的心脏有小汽车那么大,重量接近400千克,每次搏动可以输出约80升的血液,是目前动物界最大的心脏。

7、章鱼——三个心脏

章鱼属于软体动物,身体柔软,可以穿过狭窄的瓶口。章鱼有着相当复杂的神经系统,是最聪明的动物之一,它们可以学会打开瓶盖,取出里面的食物。章鱼可以说有九个脑,一个是通常意义上的脑,剩下八个在它的腕足上。除了九个脑,章鱼还有三个心脏,两个鳃心,一个全身心脏。

8、木蛙——重新跳动的心脏

木蛙是唯一一种能能在北极圈内生存的两栖类,和林蛙同属赤蛙科。因为栖息地十分靠北,木蛙往往生活在极寒之地,为了适应严寒的气候,木蛙演化出了动物界最特殊的冬眠——它们冬眠时心脏完全的停止跳动了,而其他动物的冬眠一般降低心跳的速率,而不是完全停止。

9、斑马鱼——可以再生的心脏

斑马鱼原产于喜马拉雅地区,现已分布到大部分的南亚及东南亚地区。斑马鱼是一种很受欢迎的观赏鱼,也是科研领域的一种重要模式生物。斑马鱼拥有惊人的再生能力,它的心脏、肝脏、肾脏和骨骼都能再生,因此在科研领域常被用于再生能力的研究。这种再生能力在高等脊椎动物中极为少见的。


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