ساعدنیوز
ساعدنیوز

راز عجیب حیواناتی که یخ می‌زنند اما نمی‌میرند!

  شنبه، 05 آذر 1401   زمان مطالعه 7 دقیقه
راز عجیب حیواناتی که یخ می‌زنند اما نمی‌میرند!
ساعدنیوز: پروتئین‌های ضدانجماد، سلول‌های مملو از شکر، و از کار افتادن مغز؛ بسیاری از گونه‌ها برای زنده ماندن تا فصل بهار، روش‌های شگفت‌انگیزی برای متوقف کردن عملکر‌دهای بدن‌شان یافته‌اند.

به گزارش پایگاه خبری تحلیلی ساعدنیوز به نقل از برترین ها، سال ها پیش یک استاد دانشگاه، دانشجویانش را با یک نمایشِ تجربی شوکه کرد. او یک قورباغه ی جنگلی را نشان آن ها داد که از یخ زدگی جامد شده بود، اما هنوز جان داشت. سپس در یک چشم بهم زدن، ناگهان او را به سمت دیوار پرتاب کرد و قورباغه ی منجمدشده در اثر ضربه، متلاشی شد. همه دهانشان از تعجب باز مانده بود.

لحظاتی بعد، توضیح داد که واقعاً قورباغه را پرتاب نکرده و برای اثرگذاری بیشتر، به جای قورباغه، یک تکه یخ را به سمت دیوار نشانه گرفته است. اما هدف او از این کار، به تصویر کشیدن یک نکته بود: این که قورباغه ی جنگلی واقعاً مثل «یخ» منجمد می شود تا در زمستان زنده بماند. سپس در فصل بهار دوباره آب می شود.

قورباغه ی جنگلی یکی از حیوانات روی زمین است که توانایی منجمد شدن را دارد و مطالعات زیادی روی آن انجام شده است. وقتی دمای هوا در پاییز پایین می آید، این قورباغه لابلای برگ ها جای می گیرد و اجازه می دهد سرما به بدنش نفوذ کند تا زمانی که به طور کامل بدنش از حرکت بایستد: قلب، مغز و تمامی اندام.

اما قورباغه ی جنگلی تنها گونه ای نیست که موقتاً می میرد و دوباره زنده می شود. هزاران لارو حشره نیز منجمد و آب می شوند و برخی از آن ها بسته به آب و هوا این کار را هر روز انجام می دهند. لاک پشت های رنگینِ جوان می توانند بدون این روش ها یخ بزنند. کندرو ها نیز آب بدنشان را به طور کامل از دست می دهند و منتظر بهار می مانند.

کِنِث اِستوری، استاد بیوشیمیِ دانشگاهِ کارلتونِ اتاوای، کانادا که در زمینه ی تحملِ یخ زدگی مطالعه می کند، می گوید: «اگر توانایی یخ زدن داشته باشید در دنیا به وضعیت بهتری دست پیدا می کنید.»

اهمیت شکر

استوری درباره اهمیت شکر می گوید: «قورباغه ی جنگلی را در نظر بگیرید. مایع است، به این طرف و آن طرف می پرد و سپس یخ از بیرون به درون آن نفوذ می کند. پوست آن اندکی یخ می زند و سپس یخ از طریق رگ ها و شاهرگ ها به بدن او نفوذ می کند.» از این جا به بعد فرآیند عجیب تر می شود. چشمان قورباغه سرد و بی روح می شود، مغزش از کار می افتد و یخ، خون را به سمت قلب قورباغه هدایت می کند تا اینکه سرانجام قلب هم با یخ زدگی از کار می ایستد.

این مرحله ی تغییر مستلزم تغییرات مهم در بیوشیمی است. مولکول های میکروآر اِن اِیِ قورباغه سلول ها را سازماندهی مجدد می کنند تا از آن ها در برابر آسیب محافظت کنند. سپس یخ به آهستگی پیرامونِ خارجِ اندام ها و سلول ها شکل می گیرد. همزمان، کبد قورباغه مقادیر باورنکردنی گلوکز را آزاد می کند؛ یک مایع شربت مانند که مانند ضدیخ برای اندام های حیاتی عمل می کند و به همه جا نفوذ می کند از جمله درون سلول ها تا جلوی کم شدن و مرگ آن ها را بگیرد. سپس در فصل بهار، به نقل از استوری: «خورشید می درخشد، گل و لای شکل می گیرد، بدن قورباغه گرم می شود و یخش آب می شود.»

میزانِ یخ زدگیِ حیوانات متفاوت است. قورباغه های جنگلیِ آلاسکا تا منفی ۵ درجه فارنهایت یخ می زنند و قورباغه های کارولینای شمالی تا ۸.۶ درجه خنک می شوند، اما مکانیسم هایشان یکسان است. این فرایند در قورباغه های دیگر هم مشاهده شده است از جمله قورباغه های درختی قهوه ای جنوبی، قورباغه ی پیپِر و قورباغه ی کریکت، همینطور بسیاری از حشرات و لاروهایشان. اما این تنها راهِ یخ زدگی حیوانات نیست. بر اساس مطالعات جدیدِ منتشرشده در مجله ی Science of the Total Environment، بچه قورباغه های رنگین با سازماندهی مجدد متابولیسم شان توسط میکروآراِن اِی به روشی که به گلوکزِ بسیار کمتری در قیاس با قورباغه های جنگلی نیاز دارد یخ می زنند. در نتیجه، آن ها به حدی یخ نمی زنند که نفس شان حبس شود. قورباغه های بالغ در گل و لای زیر آب به خواب زمستانی می روند، چون می توانند چهار ماه بدون نفس کشیدن زنده بمانند.

تصویر

پروتئین ضدیخ!

واژه ی ابرسرماییدن یا Supercool گاهی اوقات برای اشاره به اجتناب از یخ زدگی زیر صفر به کار می رود. اما ابرسرماییدنِ واقعی در طبیعت و به ویژه در اندام های انسان خطراتی را به همراه دارد. یخ به چیزی نیاز دارد که دورِ آن شکل بگیرد، چیزی که به آن عاملِ هسته زا می گویند که می تواند به کوچکیِ ذره ای غبار یا یک مولکول کلسترول باشد. اما اگر یک حشره یا حیوان بتواند شکل گیریِ کریستال های یخ را از خود دور کند، خونِ یخ زده اش مایع می ماند. این یک «اگر» بزرگ است. خارج از یک آزمایشگاهِ کنترل شده، دنیای ما مملو از عوامل هسته زا است. سنجاب زمینیِ قطبی می تواند با حذف تمام هسته های بالقوه برای شکل گیری کریستال ها از یخ زدگی پیشی بگیرد. این به معنای این نیست که این سنجاب ها می توانند تا بالاترین حد، ابرسرماییدن را تجربه کنند و اگر بتواند که اینطور نیست، هرگونه نیروی بیرونی یا عامل هسته زای مزاحم آن ها را به یک قندیل یخی تبدیل می کند که دیگر امیدی به حیات دوباره آن ها نیست.

حفظ یک عضو در حالت مایع مزایای زیادی دارد، اما اگر همیشه در معرض شکل گیری تصادفی یخ قرار گیرد، مشکلی است که باید به آن رسیدگی کرد. به همین دلیل است که بسیاری از گونه هایی که در آب و هوای سرد زندگی می کنند برای پایین آوردن دمای انجماد خون شان، پروتئین یا شکر تولید می کنند تا بتوانند بدون یخ زدگی، دمای بدنشان را تا زیر ۳۲ درجه پایین بیاورند. برخی گونه های ماهی دریایی پروتئین های ضدیخ دارند درحالی که بسیاری از حشرات از شکر استفاده می کنند.

خواسته های مختلف حشرات مختلف برای دستیابی به این هدف تکامل یافته است. لارو های مگس مازو در زمستان، وقتی که دمای هوا زیرصفر است منجمد می شوند و با گرم شدن هوا آب می شوند، حتی ظرف ۲۴ ساعت! اما لارو پروانه ی مازو در طول روز و شب مایع می ماند. لارو مگس مازو مانند قورباغه ی جنگلی از شکر استفاده می کند تا از سلول هایش در برابر اثرات مخرب دما های زیر صفر محافظت کند. لارو پروانه مازو از شکر برای جلوگیری از یخ زدگی استفاده می کند، به ویژه ابرسرماییدن تا منفی ۳۶ درجه فارنهایت.

تصویر

از دست دادن آب بدن تا خشکی کامل

کندروها، این بی مهرگان میکروسکوپی که در شدیدترین محیط های زمین یافت می شوند راه مبتکرانه ای برای پیشگیری از یخ زدگیِ آب درون سلول هایشان یافته اند: دفع کردن. انسان ها نمی توانند این کار را انجام دهند. اگر کسی حتی ۵ درصد آب بدنش را از دست بدهد، جانش را از دست می دهد. اما کندرو ها آب بدنشان را تا زمانی که کاملاً خشک شوند دفع می کنند. مغز آن ها از کار می افتد، هشت پای آن ها به داخل کشیده می شود و سرما را تحمل می کنند. پس می توانید آن ها را داخل نیتروژن مایع غرق کنید.

کندرو به همین سرعت می تواند به حالت اول هم باز گردد. کافیست آب ببیند تا بدنش دوباره جان بگیرد. قورباغه های جنگلی و حیوانات دیگری که در شرایط سخت طبیعی دوام می آورند کاربرد های زیادی در پزشکی دارند به ویژه در دنیای پیوند اعضا. برای مثال، قلب انسان تنها چهار ساعت می تواند خارج از بدن زندگی کند. این زمانِ محدود، سببِ محدودیت های پشتیبانی می شود. به همین دانشندان در تلاش هستند تا مانند قورباغه های جنگلی با مقادیر بالای گلوکز، کل کبد یا قلب یا اندام دیگری را منجمد کنند، آن را در زیستِ معلق نگه دارند، با ایمنی دوباره به آن حیات دهند و آن را پیوند بزنند.

تصویر
پایگاه خبری ساعدنیوز را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید.

1 دیدگاه
  دیدگاه ها
بازدیدکننده
1 سال پیش

ما یه بار یه غورباقه توی حیاط خوابگاه دانشگاه پیدا کردیم گذاشتیمش توی فریزر اتاقمون یخ بزنه فرداشبش دیگه حتی سشوار هم بهش گرفتیم زنده نشد😔
پربحث های هفته   
مراسم سلام عید نوروز و اهداء سکه توسط فرح پهلوی به همسران مقامات دولتی +عکس/ ولخرجی زن تازه به دوران رسیده زمانی که مردم غرق در فقر و بدبختی بودند! (375 نظر) میزبانی حسن روحانی از سیاستمداران و اقوام در مراسم عید دیدنی در منزل زیبا و ایرانی پسندش+ عکس/ چه مبلمانی، چه فرش هایی، از همه مهمتر چه خونه دلبازی😍 (316 نظر) خلاقیت خنده دار یک ایرانی برای گرم کردن آب حماسه ساز شد/ خسته نباشی هم وطن+ عکس (248 نظر) تلاوت زیبا و دلنشین سوره شمس توسط رهبر معظم انقلاب+ویدئو (235 نظر) صبحانه مفصل و رنگارنگ دو نفره رضا گلزار و آیسان خانوم+عکس/از خاویار گرفته تا آواکادو و انار وحشی... (189 نظر) روایتی از هواپیمایی که برای آوردن یک روبان عروسی برای فرح پهلوی از تهران به پاریس رفت! (157 نظر) تصویری از عیادت نجم الدین شریعتی، مجری برنامه سمت خدا از رهبر معظم انقلاب و استقبال گرم ایشان (152 نظر) رونمایی منوچهر هادی از خواهر و شوهر خواهر پزشکش+ عکس/ به قولی مخ خانواده ایشون هستن که پسرش هم دکتره (146 نظر) خلاقیت منحصر به فرد پسر مشهدی با ساخت تریلی حماسه آفرید/ هیلتر هم مغز اینو نداشت!+عکس (140 نظر) دو پادشاه یکی از ایران (ناصرالدین شاه) و دیگری از ژاپن (میجی) در یک زمان به اروپا رفتند/ تفاوت ها را بنگرید (133 نظر) مراسم تولد جگرسوز آزاده نامداری در خانه ابدی اش و گریه های دلخراش همسر و پدرش/ روحت شاد+ عکس (126 نظر) خواهر یکتا ناصر سکوتش را شکست (120 نظر) استوری معنادار شاهین صمدپور برای یکتا ناصر و منوچهر هادی (106 نظر) خنده های رهبر معظم انقلاب به اشعار شاعر طنزپرداز با موضوع آقازاده+ویدئو/ ای صورت و سیرت تو مطلوب، به‌به به‌به به این ژن خوب (105 نظر) اتاق خواب اروپایی و امروزی سانیا سالاری، ارغوانِ سریال دلدادگان با طراحی مدرن+عکس/ انصافا سلیقه خاصی داره! (99 نظر)
دیگران می‌خوانند   
فال انبیاء روزانه جمعه 10 فروردین ماه 1403 عکس جنجالی با استایل بهاری مرجانه گلچین/ فخر فروشی مرجانه گلچین با طلا و جواهراتش ! (عکس) نمایی دیده نشده و خاص از دکوراسیون داخلی و نوروزی خانه ملیکا شریفی نیا/دکور شاد و رنگی رنگی! عکس عاشقانه امیر علی نبویان و همسرش بهار نوروزپور با دسته گل زیبا و بهاری/ جذاب ترین زوج تلویزیون ! جلوه‌گری فرح دیبا با چادر توری در حرم امام رضا/اقدامات ریاکارانه برای بهره برداری سیاسی از دین! (عکس) عکس لو رفته و متفاوت از نرگس محمدی بازیگر سریال ستایش و خواهر پژمان جمشیدی در کانادا/خوش گذرانی خانم ها کنار آبشار نیاگارا! کتابخانه شخصی دلنشین و مملو از کتاب سید حسن خمینی در خانه‌اش با رونمایی از قاب عکس رهبری و دخترشان+عکس/ محبوب‌ترین بخش منزل نوه امام (عکس) منوی غذای مفصل کافه هنر شهاب حسینی، قباد سریال شهرزاد در لواسان/ از کیک شکلاتی گرفته تا آیس آمریکانو... استعداد و هوش بالای خانمهای شرکت کننده در مسابقه حامد آهنگی و عصبانیت بانمک او از نباختنشون+ویدئو رامین رضائیان ستاره تیم ملی درحال نماز خواندن در اتاقش+عکس علی دایی: زندگی مرفه حق من است، اما پنت هاوس ندارم دختر گدایی که یه شبه میلیاردر شد! دختری که در خیابان برای پول و غذا گدایی می کرد+عکس نان محلی پختن حرفه‌ای و جالب آزیتا حاجیان با تنور روستایی/ خانم بازیگر رو با این تیپ محاله بشناسید!+عکس (ویدئو) دکتر فیروز نادری اطلاعات مرموز ناسا را فاش کرد خلاقیت خنده دار و اقتصادی پدر ایرانی با هدف صرفه جویی در استفاده از چای کیسه ای حماسه آفرید+عکس/ هنر نزد ایرانیان است و بس! صحبت های شنیدنی هادی چوپان قهرمان جهان در حضور آرنولد/ من یک جنگجو هستم +فیلم روایت خنده دار گاوی که از روی ملیکا شریفی نیا رد شد و عمرش را داد به مهران مدیری/ بیژ بیژ را بیشتر بشناسید+فیلم میز ناهار رنگارنگ مصطفی زمانی و مهتاب کرامتی در یک رستوران شیک چینی+عکس (عکس) کشف شگفت انگیز حلقه طلایی و زیبای کوروش هخامنشی در روسیه/ انگشتری متعلق به 500 سال قبل از میلاد مسیح عکس های دکوراسیون شیک و لاکچری خانه شیلا خداداد و همسر جراحش/ هفت سین جذابش را هم ببینید (تصاویر) حیوانات خانگی عجیب و غریب ملکه الیزابت دوم / باورتون میشه واقعا؟ (عکس) تلاشهای بی وقفه ی زن بریتانیایی برای جلب رضایت همسرش جواب داد و رکوردش در کتاب گینس ثبت شد فال قهوه با نشان روز جمعه 10 فروردین ماه 1403 فال ابجد روزانه جمعه 10 فروردین 1403 فال حافظ با تفسیر جمعه 10 فروردین 1403 + فیلم فال شمع روزانه امروز جمعه 10 فروردین 1403 فال روزانه امروز جمعه 10 فروردین ماه 1402 (عکس) جواد عزتی و علی مردانه در پشت صحنه فصل 3 سریال زخم کاری در رامسر / فصل 3 زخم کاری در راه است رونمایی از سفره افطار مفصل و رنگین 6 کیلومتری در مشهد +عکس 12 دروغ شاخداری که پدر و مادرها در بچگی به ما گفتند / خیلی از باورهای کودکیمان حقیقت ندارد و باید با واقعیت رو به رو شد اگر این 10 رفتار را در اولین قرارتان دیدید پا به فرار بگذارید / اگر طرف مقابل این رفتارها را داشت بدون فرد مناسبی برای ازدواج نیست (عکس) خوابیدن محمدرضا گلزار وسط تمرین ورزش / مثل اینکه فشار زندگی متاهلی با آیسان خانم زیاده🤣 جزئیات مسمومیت شدید یک جوان در پی بلعیدن مواد مخدر چهرۀ «خون‌آشام ایتالیایی» بعد از 400 سال بازسازی شد+ عکس مخالفت با بازیگر شدن فریبرز به سبک ژاله صامتی، پریِ سریال زیرخاکی+ویدئو/ اون تیکه معنی کردن چپر چلاغ برا کاوه خیلی خوب بود رونمایی از برادر جوان و قدبلند داریوش فرضیایی، عموپورنگ پرانرژی بچه ها/ جفتشون چقدرم مهربون و خوش استایلن+عکس امروز آخرین مهلت ثبت‌نام دیدار رمضانی دانشجویان با رهبر معظم انقلاب جایی که ابر‌ها زیر پای‌تان شناورند/ پیشنهادی رویایی برای سفر یک روزه در اطراف تهران (ویدئو) مظنون فراری از دست پلیس به خودروی در حال حرکت آویزان شد حرکات با مزه گربه وقتی خودش رو توی آینه میبینه/ چه دیوونه بازی هایی درمیاره+ فیلم
تیتر امروز   
جلوه‌گری فرح دیبا با چادر توری در حرم امام رضا/اقدامات ریاکارانه برای بهره برداری سیاسی از دین! 12 دروغ شاخداری که پدر و مادرها در بچگی به ما گفتند / خیلی از باورهای کودکیمان حقیقت ندارد و باید با واقعیت رو به رو شد اگر این 10 رفتار را در اولین قرارتان دیدید پا به فرار بگذارید / اگر طرف مقابل این رفتارها را داشت بدون فرد مناسبی برای ازدواج نیست جزئیات مسمومیت شدید یک جوان در پی بلعیدن مواد مخدر علی دایی: زندگی مرفه حق من است، اما پنت هاوس ندارم چهرۀ «خون‌آشام ایتالیایی» بعد از 400 سال بازسازی شد+ عکس دختر گدایی که یه شبه میلیاردر شد! دختری که در خیابان برای پول و غذا گدایی می کرد+عکس امروز آخرین مهلت ثبت‌نام دیدار رمضانی دانشجویان با رهبر معظم انقلاب جایی که ابر‌ها زیر پای‌تان شناورند/ پیشنهادی رویایی برای سفر یک روزه در اطراف تهران فال قهوه با نشان روز جمعه 10 فروردین ماه 1403 فال ابجد روزانه جمعه 10 فروردین 1403 فال حافظ با تفسیر جمعه 10 فروردین 1403 + فیلم فال شمع روزانه امروز جمعه 10 فروردین 1403 واکنش معین به انتشار خبر حضور پنهانی‌اش در ایران/ معین چند بار به ایران آمده؟ فال روزانه امروز جمعه 10 فروردین ماه 1402