Der WaldfroschLithobates sylvaticus) ist eine Amphibie aus der Ordnung der Anuraner, die sich unter diesen Kreaturen durch seine Toleranz gegenüber extrem niedrigen Temperaturen.
Dies liegt daran, dass diese Frösche Jahreszeiten überleben können, in denen sie zwei Drittel des in ihrem Körper enthaltenen Wassers teilweise gefrieren. Aus diesem Grund ist es eine der Arten, die die Wissenschaft als "extremophil" bezeichnet.
Wo lebt der Waldfrosch?
Dies ist der nördlichste Frosch der Welt, mit einem Lebensraum, der sich durch die borealen und östlichen Laubwälder Nordamerikas erstreckt. Somit hat es ein Verbreitungsgebiet, das vom Bundesstaat Georgia über Kanada bis zum Polarkreis reicht.
Diese Art überlebt Gefriertemperaturen von bis zu -16 Grad und hält eine zweimonatige Frostperiode bei -4 Grad aus.
Welche Strategie verfolgt der Waldfrosch, um das Einfrieren zu überleben?
Holzfrösche verhindern das Einfrieren dank Kryoschutzmitteln. Dies sind Substanzen, die wirken, indem sie die Temperatur senken, bei der Ihre Körperflüssigkeiten gefrieren. Sie können sich vorstellen, dass sie analog zum Frostschutzmittel im System Ihres Autos funktionieren.
Die wichtigsten Verbindungen beim Überleben durch Einfrieren des Waldfrosches sind zwei:
- Harnstoff, das sich im Herbst und frühen Winter in Ihrem Körper ansammelt.
- Glucose, das als direkte Reaktion auf niedrige Temperaturen schnell und reichlich aus den Glykogenspeichern der Leber mobilisiert wird.
Kryoschutzmittel begrenzen die Eismenge, die sich tatsächlich auf dem Körper bildet irgendwo. Je mehr von diesem kryoprotektiven gelösten Stoff sich ansammeln kann, desto weniger Eis bildet sich und desto weniger Stress wird auf Zellen und Gewebe ausgeübt.
Wie sieht es mit den Körperfunktionen des Waldfrosches aus?
Man kann sich leicht vorstellen, dass solange der Frost dauert, der Frosch hört auf zu atmen und sein Herz hört tage- oder wochenlang auf zu schlagen.
Tatsächlich werden während ihrer Winterschlafphase alle körperlichen Prozesse bei Fröschen, von der Stoffwechselaktivität bis zur Abfallproduktion, fast vollständig gestoppt.
Ein sich wiederholender Zyklus
Interessanterweise stellen Experten, die diese Art untersucht haben, fest, dass Frösche in ihrem wilden Leben im Laufe eines Winters wahrscheinlich mehrere Frost-Tau-Episoden erleben.
Dies ist möglich, weil diese Frösche eine beträchtliche Reaktionsfähigkeit aufweisen auf:
- Die Synthese von Glukose. Tatsächlich bleiben diese Tiere noch lange nach dem Auftauen in einem hyperglykämischen Zustand.
- Eine Anhäufung von Kryoschutzmitteln in hohem Maße im Hirngewebe.
Experten berichten, dass jedes Mal, wenn die Umgebungstemperatur steigt und das Eis schmilzt, die Frösche auftauen.
So fließt das Wasser langsam in die Zellen, das Blut beginnt wieder zu zirkulieren und der Frosch wird wiederbelebt. Im Labor taut das Eis auf Ihrem Körper in etwa 20 Minuten auf und es dauert weitere 20 bis 30 Minuten, bis Ihr Herz zu schlagen beginnt.
In freier Wildbahn, wenn der Frühling endlich kommt und beschließt zu bleiben, springen die Frösche unversehrt heraus. Zweifellos profitiert die Art von dieser "Auszeit" durch das Einfrieren, denn durch die Reduzierung ihres Stoffwechsels Erhöhen Sie Ihre Überlebenschancen in den langen Wintermonaten.
Wenn der Waldfrosch gefroren ist, tritt er in einen Zustand der suspendierten Animation ein, der durch ein Aufhören lebenswichtiger Funktionen wie Herzschlag, Durchblutung, Atmung, Gehirnaktivität und Bewegung gekennzeichnet ist.
Eine Zukunft für die Medizin?
Es sollte angemerkt werden, dass es Hoffnung gibt, dass Die Medizin kann eines Tages die Holzfroschtechnik kopieren um menschliche Organtransplantationen zu unterstützen.
Derzeit haben Ärzte nur Stunden Zeit, um einem lebenden Patienten ein gespendetes Organ zu übertragen, bevor der Patient zu stark geschädigt wird. Das Einfrieren von Organen ist keine Option, da die Zellen dehydrieren.
Die Fähigkeit, lebende Organe und Gewebe einzufrieren und aufzutauen, ohne sie zu beschädigen, ist nicht nur ein faszinierendes Thema, sondern hat potenziell tiefgreifende Auswirkungen auf Bereiche wie die Organtransplantation.
Wenn wir menschliche Organe auch nur für kurze Zeit einfrieren könnten, wären wir ein Durchbruch für Wissenschaft und Medizin. Dies würde den Versand von Organen in die ganze Welt ermöglichen, was den Spendenprozess erheblich verbessern würde.