Kỳ tích sinh học - Ếch gỗ

• Kỳ tích sinh học: Ếch gỗ

  • Ếch gỗ có một chiến lược sinh tồn độc đáo: cơ thể bị đóng băng khi ngủ đông vào mùa đông
  • Chúng sống sót qua giá lạnh khắc nghiệt trong các khu rừng phía bắc của Alaska và Canada
  • Phần lớn các loài ếch ngủ đông dưới nước, nhưng ếch gỗ ngủ đông trong lớp lá mục trên nền rừng
  • Nhờ chiến lược này, chúng có thể nhanh chóng bắt đầu hoạt động vào mùa xuân và sinh sản trong các ao nhỏ hoặc vũng nước tan

• Những thay đổi sinh lý trong thời gian ngủ đông

  • Khi mùa đông bắt đầu, khoang bụng và các cơ quan nội tạng của ếch gỗ được lấp đầy bằng băng
  • Glucose do gan tạo ra đi vào trong tế bào để bảo vệ tế bào không bị đóng băng
  • Băng hình thành ở bên ngoài tế bào, nhưng bên trong không bị đóng băng, giúp tránh tổn thương chí mạng
  • Trong thời gian ngủ đông, chuyển động cơ, nhịp tim và hô hấp đều ngừng lại, rồi đến mùa xuân chúng dần rã đông từ bên trong

• Mối liên hệ với con người

  • Khả năng điều hòa đường huyết của ếch gỗ có thể mang lại hiểu biết sâu sắc cho việc quản lý bệnh tiểu đường
  • Điều này có thể giúp nghiên cứu các phương pháp bảo quản nội tạng mà không bị tổn thương khi đông lạnh và rã đông
  • Khả năng ngừng rồi khởi động lại tuần hoàn máu có thể hữu ích trong điều trị sau cơn đau tim hoặc đột quỵ

[GN⁺]

Ý kiến trên Hacker News

• Cuốn sách có tên "Winter World" nói về cách các loài động vật sống sót qua mùa đông lạnh giá, và là một cuốn sách thú vị do nhà sinh học Bernd Heinrich viết

  • Sách giải thích cách sóc vượt qua mùa đông và diễn giải các nguyên lý cơ bản một cách rất hấp dẫn
  • Ví dụ, sách tính toán lượng calo mà sóc cần để duy trì thân nhiệt và lượng calo trong hạt thông để giải thích chúng phải ăn bao nhiêu hạt

• Cơ chế khiến tim của ếch gỗ bị đóng băng trong mùa đông rồi lại đập trở lại vẫn chưa được hiểu rõ

  • Phần thú vị nhất là con ếch bị đông cứng, không có nhịp tim hay hoạt động não, nhưng khi tan băng thì lại sống dậy
  • Thật khó hình dung cơ chế nào có thể đang hoạt động

• Ếch gỗ có thể trải qua quá trình đóng băng và tan băng nhiều lần trong mùa đông, và chỉ có thể sống sót nếu không quá 65% lượng nước trong cơ thể bị đóng băng

  • Có thể xem thông tin liên quan trên Wikipedia

• Thật tò mò liệu có thể đóng băng một con ếch rồi rã đông nó sau vài thế kỷ hay không

  • Cũng tự hỏi liệu ếch có hình thành ký ức hay có thể giữ được ký ức sau quá trình đóng băng và tan băng không

• Ếch gỗ sống khoảng 3-5 năm và có thể trải qua tối đa 5 lần đóng băng rồi tan băng

  • Tò mò không biết tổn thương tế bào tích lũy đến mức nào trong quá trình này, và liệu tuổi thọ ngắn có giúp chúng chịu đựng được điều đó hay không
  • Các dạng sống phức tạp thường có xu hướng đánh đổi khả năng tái tạo

• Rùa sống dưới nước sử dụng một chiến lược ngủ đông khác

  • Chúng hô hấp bằng không khí nhưng có thể bị mắc kẹt dưới lớp băng, nên thích nghi bằng cách hạ thấp tốc độ trao đổi chất và hấp thụ oxy từ nước
  • Có thể xem thông tin liên quan trên PBS và Wildlife in Winter

• Việc bị đóng băng có thể giúp kéo dài sự sống bằng cách tiêu diệt hoặc làm chậm các vi sinh vật gây nhiễm trùng

  • Khi trời lạnh, ếch chui xuống dưới lớp lá và bị đóng băng, rồi 8 tháng sau khi tan băng thì vừa đói vừa có nhu cầu sinh sản

• Bài viết không có ảnh ếch, nhưng có thể xem ảnh ếch đã tan băng và ếch bị đóng băng tại Shaker Lakes

• Về mặt tiến hóa, lưỡng cư đơn giản hơn động vật có vú, có kích thước nhỏ hơn và tuổi thọ ngắn hơn

  • Chúng ít gặp vấn đề về sản phẩm cuối của quá trình glycat hóa bậc cao do nhiệt độ thấp
  • Một chiến lược sống sót trong băng khác là protein chống đông, được tìm thấy ở linh sam và các loài cá Bắc Cực

• Rất khó hiểu bằng cách nào điện thế màng được duy trì hoặc tái cấu trúc trong giai đoạn rã đông