Doğadaki birçok canlı soğuk ile mücadele etmek için çeşitli yöntemler kullanmaktadır. Bazıları kış aylarından önce daha sıcak yerlere göç ederken, bazıları da kış uykusuna yatar. Ancak Alaska Ağaç Kurbağası (Lithobates sylvaticus) kışı geçirmek için çok daha ilgi çekici bir mekanizmaya sahip.
Kışın en soğuk dönemlerinde bu ufak kurbağalar, vücutlarındaki suyun %65’i donmuş bir halde haftalarca hayatta kalabilirler.
Kurbağalar donuk haldeyken kalp atışlarını ve nefes alışverişlerini günlerce, hatta haftalarca tamamen durdurabilirler. Bu donmuş kış uykusu süresince kurbağaların tüm fiziksel süreçleri -metabolik aktiviteden atık üretimine kadar- neredeyse durma noktasına gelir. Kış boyunca hayvanlar birkaç defa donup çözülebilir[2].
Peki bunu nasıl yapıyorlar?
Havadaki buz kristalleri kurbağaya ulaştığı zaman, derisi donmaya başlar. Kurbağa sert ve çıtır bir hal alır. Kanlarındaki özel proteinler (nucleating proteins) ilk olarak kanlarındaki suyun donmasını sağlar.
Bu buz kurbağanın hücrelerindeki suyun çoğunun çekilmesini sağlar. Bu sırada kurbağanın karaciğeri yüksek miktarlarda glikoz üretmeye başlar. Bu glikoz hücrelerin içine girerek onları destekler ve kriyoprotektan olarak görev yapar. Kriyoprotektanlar hayvanın dokularının donma noktasını aşağı çeken kimyasallardır. Normalde hayvan hücreleri donma noktasının altındaki sıcaklıklara maruz kaldıklarında büzüşür. Bunun sebebi dokulardaki buzun, hücre içindeki suyu kendine çekmesidir ve nihayetinde hücreyi tamamen kurutarak öldürür. Fakat kriyoprotektanlar dokuların donma noktasını düşürdükleri için hücrelerin bu büzüşmeye karşı koyabilmesini sağlar. Böylece dondurucu sıcaklarda bile hayvanın dokuları normal olarak korunabilir. Bu yüzden hücrelerin içi hiçbir zaman donmuyor, hücrenin dışındaki su donarken, hücre suyunu kaybederek küçülmüş ve şekerle dolu bir hal alıyor. Kurbağalar donmuş halde, hiçbir beyin aktivitesi veya kalp atışı olmadan haftalarca dayanabiliyor. Havalar ısınıp sıcaklık yükseldiği zaman buz eriyor ve kurbağa çözülmeye başlıyor. Su yavaş yavaş hücrelerin içine girmeye başlıyor, kan akışı tekrar başlıyor ve kurbağa diriliyor. Mevsim boyunca sıcaklık tekrar düşerse, bahar kalıcı olarak gelene ve hava bir sonraki kışa kadar soğumayacak şekilde ısınana kadar kurbağalar bu döngüyü defalarca kez hiçbir hasar almadan tekrarlayabiliyorlar[2,3,4].
Bilimsel olarak inanılmaz bir olay olmasının yanı sıra, canlı doku ve organlara hiçbir zarar vermeden onları dondurup çözdürebilme yeteneği organ nakli araştırmalarına ışık tutabilme potansiyeline de sahip. Günümüz koşullarında bazı canlı dokular -sperm ve embriyo gibi- kriyoprezervasyon yöntemi ile saklanabiliyor ancak henüz hiçbir canlı organ üzerinde bu yöntem başarılı olmuş değil. Eğer insan organlarını kısa bir süre için bile dondurabilsek bu çok büyük bir ilerleme olur, çünkü bu organları dünyanın farklı yerlerinde ihtiyacı olan insanlara ulaştırabiliriz.
Ve bu kalpleri ısıtan bir düşünce[2].
KAYNAKÇA
- [1] Sandmeier, F. (2019). “Wood Frog Lithobates sylvaticus (Le Conte 1825)“. Encyclopedia of Life. (27.10.2020 tarihinde erişilmiştir.)
- [2] Roach, J. (2007). “Antifreeze-Like Blood Lets Frogs Freeze and Thaw With Winter’s Whims“. Nationalgeographic. (14.11.2020 tarihinde erişilmiştir.)
- [3] Storey, K.B., Storey, J.M. (1984). “Biochemical adaption for freezing tolerance in the wood frog, Rana sylvatica“. Journal of Comparative Physiology B. 155, 29–36.
- [4] Storey, J. (2015). “How do wood frogs survive being frozen in winter? By living under the snow surface.” National Science Foundation. (14.11.2020 tarihinde erişilmiştir.)