冻成冰块过冬中国数字科技馆

木蛙

冬天来了，我们添上了厚厚的衣裳，屋子里还有取暖设备，让我们可以舒服地过冬。那生活在野外的动物们又该怎么过冬呢？有的动物会从寒冷的北方迁徙到温暖的南方，还有一些会选择睡过去，这种通过长时间睡觉来度过寒冬的行为，就叫做冬眠。

有冬眠行为的通常是一些变温动物，比如蛇、龟，它们的体温不像我们的那样处于基本恒定状态，而是会随环境的变化而变化。除了我们人类，哺乳动物和鸟类的体温也是基本不变的，因此被称为恒温动物。不过，哺乳动物和鸟类中也有冬眠动物，比如松鼠、刺猬和猫头鹰。它们在冬眠之前会开始囤积食物，把自己吃得圆滚滚，然后窝在洞穴里呼呼大睡，在睡觉的时候它们呼吸和心跳速率会减慢，身体里储备的能量也消耗得很慢，这样就不用每天起来吃东西了。

神奇的是，有一种动物在冬眠时甚至连呼吸、心跳都停止了，看起来就像被冻死了，但一到春天，它们也会像其他冬眠动物一样苏醒过来。这种具有超强耐冻能力的动物就是其貌不扬的木蛙（Lithobatessylvaticus）。它们的长相可能和我们平常见到的蛙差不多，棕褐色的身体、白色或略发绿的腹部。它们的身上的纹理五花八门，不过你可以通过它们“侧脸”（从鼓膜到前肢）上的黑色斑块以及上唇的白色条纹认出它们。

木蛙的家在北美洲的树林，甚至北到北极圈以内的冻原，那里的冬天不仅很冷还很漫长。当气温下降到零度以下，环境中的水就会开始结冰，木蛙的身体也不例外，它们会被封冻长达7个月。对于大多数动物，身体被冻住是件非常危险的事，因为细胞中的结晶会对其造成破坏，还可能危及生命。木蛙虽然无法阻止自己被冻上，但是却为身体细胞准备了保护伞——防冻剂。这并不是什么特殊的化学物质，而是大多数动物血液中都含有的葡萄糖，正是这种糖为我们的身体提供能量。当木蛙的皮肤下开始形成冰晶，就会刺激身体变成一个高效的葡萄糖“制造机”，而肝脏里的糖原就是原料，它们被分解成葡萄糖积累在血液和细胞中，这样一来，即使身体组织之间的液体被冻上，细胞也很安全。进入深度休眠状态的木蛙体温会降零度以下，一半以上的身体都被冻住，呼吸、心跳、大脑活动和血液流动也通通停止，仿佛将时间一起封冻。但这个看似已经失去生命的木蛙“冰棍”在来年春天，冰雪消融、万物复苏时，又会“重获新生”。

看了木蛙的冰冻特技，小朋友们可能会打算开心地放开吃糖果——冬天这么冷，多吃点糖不就可以像木蛙那样抗冻了？并不是这样的！首先，我们身体里的葡萄糖并不完全来自所吃的糖果或白砂糖，你吃的米饭、果蔬以及肉类中的物质也可以转化为葡萄糖。更关键的是，人类的身体还没有进化出像木蛙那样的技能，摄入过多糖分，只会被身体储存起来变成脂肪，让你变胖，引起各种健康问题。不过，木蛙这种冬眠的方式的确对人类很有启发，比如在医学上应用于对人体器官的低温保存，让病人可以顺利进行器官移植，从而有更大几率存活下来。在未来，我们或许还能通过模拟木蛙的休眠状态进行漫长的星际旅行呢！

参考资料：