Суперспособность: сибирские лягушки научились вырабатывать спирт и глицерин, чтобы пережить зиму
С виду это самая обычная светло-коричневая лягуха с вытаращенными глазами и со скромным райдером: влажность, открытая вода и шведский стол из насекомых, которые она не забывает заедать своей же родней — более мелкими лягушками. Причем, чем дальше на север, тем суровее нравы, и тем сильнее амфибия тяготеет к каннибализму. Внешне отличить ее от «наших» можно лишь по рыжим пятнышкам по всему телу.
Амфибии по-разному адаптируются к холоду. В случае с нашей лягушкой — сибиряк это не тот, кто не мерзнет, а тот, кто тепло одевается. А мерзнет она ровно также, как и ее южные родственники. Стоит столбику термометра опуститься ниже отметки -2,5 °C, вода внутри клеток амфибии кристаллизуется, разрывает их, лягушка складывает лапки и умирает. Тогда как она выживает зимой, когда колотун достигает -40?
Сибирские амфибии к осени накапливают в печени полисахарид гликоген. Зимой этот полисахарид распадается на глюкозу и глицерин, которые до холодов обеспечивают клетки энергией, а затем выступают в качестве антифриза. В результате живые клетки не разрушаются, и организм, хоть в спячке, но живет. Мало того, он очень бодро себя чувствует при пробуждении.
После того, как Rana amurensis запаслась всем необходимым, она отправляется на поиски «берлоги», отдавая предпочтение не промерзающему водоему. Главное — нырнуть поглубже, где лед ее точно не достанет. Там, в условиях экстремальной гипоксии, лягушка просидит больше полугода — с сентября по апрель, а иногда и по май. В воде, без кислорода или в процессе замораживания, животные переходят на анаэробный обмен. Это доказало присутствие в их организме продуктов гликолиза: лактата и аланина.
После ряда исследований ученые из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН обнаружили этанол у лягушек, находящихся в состоянии гипоксии/замораживания, который ранее никогда не отмечался в таком количестве у наземных позвоночных. А также глицерин, который выступает криопротектором у многих морозоустойчивых животных. Единственное не понятно, зачем он понадобился сибирской лягушке, если она не переносит замораживания, а в качестве антифриза использует глюкозу и мочевину.
Наличие в организме Rana amurensis нетипичных для ее организма веществ позволяет ученым строить гипотезы об их устойчивости к экстремальным условиям. Результаты исследования помогут найти генные пути адаптации позвоночных к кислородному голоданию и разработать новые методы криоконсервации органов.
