ปาฏิหาริย์ทางชีววิทยา - กบป่า

• ปาฏิหาริย์ทางชีววิทยา: กบป่า

  • กบป่ามีกลยุทธ์การเอาชีวิตรอดที่เป็นเอกลักษณ์ โดยปล่อยให้ร่างกายแข็งตัวระหว่างการจำศีลในฤดูหนาว
  • มันสามารถอยู่รอดท่ามกลางความหนาวจัดสุดขั้วในป่าทางตอนเหนือของอะแลสกาและแคนาดา
  • กบส่วนใหญ่มักจำศีลในน้ำ แต่กบป่าจะจำศีลอยู่ท่ามกลางกองใบไม้บนพื้นป่า
  • ด้วยกลยุทธ์นี้ มันจึงเริ่มเคลื่อนไหวได้อย่างรวดเร็วในฤดูใบไม้ผลิ และสามารถขยายพันธุ์ในบ่อน้ำเล็ก ๆ หรือแอ่งน้ำจากหิมะละลายได้

• การเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาระหว่างการจำศีล

  • เมื่อฤดูหนาวเริ่มต้นขึ้น ช่องท้องและอวัยวะภายในของกบป่าจะเต็มไปด้วยน้ำแข็ง
  • กลูโคสที่สร้างจากตับจะไหลเข้าสู่เซลล์เพื่อปกป้องไม่ให้เซลล์แข็งตัว
  • น้ำแข็งก่อตัวขึ้นภายนอกเซลล์ แต่ภายในยังไม่แข็งตัว ช่วยหลีกเลี่ยงความเสียหายร้ายแรง
  • ระหว่างการจำศีล การเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ การเต้นของหัวใจ และการหายใจจะหยุดลง และเมื่อถึงฤดูใบไม้ผลิ ร่างกายจะค่อย ๆ ละลายจากภายในออกมา

• ความเกี่ยวข้องกับมนุษย์

  • ความสามารถในการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดของกบป่าอาจมอบข้อมูลเชิงลึกต่อการจัดการโรคเบาหวาน
  • อาจช่วยในการวิจัยวิธีเก็บรักษาอวัยวะระหว่างการแช่แข็งและละลายโดยไม่ให้เกิดความเสียหาย
  • ความสามารถในการหยุดและเริ่มการไหลเวียนเลือดใหม่ได้ อาจเป็นประโยชน์ต่อการรักษาหลังภาวะหัวใจวายหรือโรคหลอดเลือดสมอง

[GN⁺]

ความคิดเห็นจาก Hacker News

• หนังสือชื่อ "Winter World" ว่าด้วยเรื่องที่สัตว์ต่าง ๆ เอาชีวิตรอดในฤดูหนาวอันหนาวเย็นได้อย่างไร และเป็นหนังสือที่น่าสนใจซึ่งเขียนโดยนักชีววิทยาชื่อ Bernd Heinrich

  • ในหนังสืออธิบายว่าวิธีกระรอกใช้ชีวิตข้ามฤดูหนาวเป็นอย่างไร พร้อมอธิบายหลักการพื้นฐานได้อย่างสนุก
  • ตัวอย่างเช่น มีการคำนวณแคลอรีที่กระรอกต้องใช้เพื่อรักษาอุณหภูมิร่างกาย และแคลอรีของลูกสน เพื่ออธิบายว่ามันต้องกินกี่ลูก

• กลไกที่ทำให้หัวใจของกบต้นไม้แข็งตัวในช่วงฤดูหนาวแล้วกลับมาเต้นอีกครั้งนั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจ

  • ส่วนที่น่าสนใจที่สุดคือ เมื่อกบแข็งตัวจนไม่มีการเต้นของหัวใจหรือกิจกรรมของสมอง พอละลายแล้วกลับมามีชีวิตได้อีกครั้ง
  • ยากที่จะจินตนาการได้ว่ามีกลไกใดทำงานอยู่

• กบต้นไม้สามารถผ่านกระบวนการแข็งตัวและละลายได้หลายครั้งในช่วงฤดูหนาว และจะอยู่รอดได้ก็ต่อเมื่อมีน้ำในร่างกายแข็งตัวไม่เกิน 65%

  • ดูข้อมูลที่เกี่ยวข้องได้ใน Wikipedia

• สงสัยว่าจะสามารถแช่แข็งกบไว้แล้วค่อยละลายอีกครั้งหลังผ่านไปหลายศตวรรษได้หรือไม่

  • สงสัยว่ากบสามารถสร้างความทรงจำได้หรือไม่ และหลังจากกระบวนการแข็งตัวกับละลายแล้วจะยังคงรักษาความทรงจำนั้นไว้ได้หรือเปล่า

• กบต้นไม้มีอายุราว 3-5 ปี และอาจผ่านกระบวนการแข็งตัวและละลายได้มากสุด 5 ครั้ง

  • สงสัยว่าความเสียหายของเซลล์สะสมขึ้นมากแค่ไหนในกระบวนการนี้ และด้วยอายุขัยที่สั้น มันทนต่อสิ่งนี้ได้มากเพียงใด
  • สิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนมักมีแนวโน้มจะแลกความสามารถในการฟื้นฟูกลับคืนไป

• เต่าน้ำใช้กลยุทธ์จำศีลแบบอื่น

  • แม้มันหายใจอากาศ แต่ก็อาจติดอยู่ใต้ชั้นน้ำแข็งได้ จึงปรับตัวโดยลดอัตราการเผาผลาญและดูดซึมออกซิเจนจากน้ำ เป็นต้น
  • ดูข้อมูลที่เกี่ยวข้องได้จาก PBS และ Wildlife in Winter

• การแข็งตัวอาจช่วยยืดชีวิตได้ เพราะสามารถฆ่าหรือชะลอจุลินทรีย์ก่อการติดเชื้อได้

  • เมื่ออากาศหนาว กบจะมุดเข้าไปใต้ใบไม้แล้วแข็งตัว และเมื่อละลายในอีก 8 เดือนต่อมาก็จะหิวและมีความต้องการสืบพันธุ์

• ในบทความไม่มีรูปกบ และสามารถดูรูปกบที่ละลายแล้วกับกบที่แข็งตัวได้ที่ Shaker Lakes

• ในเชิงวิวัฒนาการ สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกเรียบง่ายกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม มีขนาดเล็กกว่า และอายุสั้นกว่า

  • เนื่องจากอุณหภูมิต่ำ จึงเจอปัญหา advanced glycation end products น้อยกว่า
  • กลยุทธ์การอยู่รอดในน้ำแข็งแบบอื่นยังมีโปรตีนต้านการแข็งตัว ซึ่งพบได้ในต้นเฟอร์และปลาอาร์กติก

• ยากที่จะเข้าใจว่าในขั้นตอนการละลายนั้น ศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ถูกรักษาไว้หรือสร้างขึ้นใหม่ได้อย่างไร