在冬天有许多动物能冰冻成固体,而在春天能解冻苏醒。这种为生存而冰冻的天然能力可以提供人类冰冻生存的线索。
当水银柱下降到零下时有些动物仍可活动。鸟类飞往南方许多陆栖动物躲入洞穴,也有些动物藏入湖底。而变温动物和冷血动物干什么呢?青蛙、乌龟、甲虫和蜘蛛——不能找到较温暖的避难所?当环境温度降到冰点,体内液体冰冻时它们怎么能够忍受呢?有些动物通过身体生物化学变化避免了冰冻。但很明显许多动物的答案是通过冰冻成固体并且能够幸存。
美国明尼苏达州大学的威廉D · 史密德生1982年报道了关于青蛙冰冻幸存的研究工作。苏联科学家们也报道了西伯利亚蝾螈能够冰冻生存。这一物种在北极地区冻原发现的唯一陆地居住的两栖动物在-35°C以下还能够幸存。
1988年科学家们发现了在冬天冰冻的爬行动物。吉夫大学(the University of Guelph)的科学家罗纳德J · 布洛克斯Ronald J. Brooks)告诉我们新生色彩鲜艳的乌龟的异常行为,在夏末小乌龟孵化出来后留在原地不动安全地隐藏自己免遭猎捕者的捕食直到春天来临。它们的窝只有3~4英寸深,面对江湖河滨,只提供了小小的隔离边缘。布洛克斯记录了乌龟窝在1988年1~2月间的温度是-6°C~-8°C,而我们实验室测试表明:在温度降至-3°C以下时乌龟就冰冻了,因此小乌龟在春天出现之前越冬时必经冰冻再苏醒。在俄亥俄州的迈阿密大学的科学家们的研究也表明成年龟和蛇也有冰冻生存的能力。
所有这些上述动物在冰冻时表现:没有运动、没有呼吸、没有心跳、没有血液循环。科学家们最近实验表明:几乎没有探测到神经活动,冰积聚在所有超出细胞之外的液体分隔空间并填满了腹腔和膀胱。结晶体在皮肤之下并在肌肉之间蔓延。这些动物已能掌握机体冷冻复原的本领——冰冻生命活组织是为了保存生命以便随后利用它——科学家们研究冰冻青蛙和乌龟是为了揭示在冰冻状态中生命必不可少的分子结构。
越冬的冰冻似乎是难以置信危险的适应本能——冰冻对大部分细胞是致命的。正如任何一个园丁都知道第一次严霜会将茂盛芬芳的秋花变成一串棕色的伞,科学家们正进一步研究冰冻动物的奥秘。
[朱孝愚摘译自Scientific American,1990年12月]