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冰封半年竟還能活?全身結冰解凍後復活(圖)

 2026-08-11 23:30 桌面版 简体 打賞 0
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林蛙 過冬 1896631868 andro
(圖片來源:andro/stock.adobe.com)

阿拉斯加漫長而嚴寒的冬季,森林地面覆蓋著冰雪,氣溫可以降到攝氏零下十幾度。對大多數動物而言,這樣的低溫意味著生命必須尋找躲避之處,否則很難存活,但有一種生物卻選擇讓自己的身體結冰

當寒冬真正來臨,林蛙會躲進土壤表層或落葉層下方,隨著氣溫下降,體內部分水分開始結冰。到了最嚴寒的時候,牠可能已經完全失去一般人認知的「生命跡象」,沒有心跳,沒有呼吸,沒有血液循環,沒有肌肉活動,甚至沒有可以偵測到的腦部活動。然而,這不代表牠已經死亡。

等到春季來臨,冰開始融化,這隻看似已經「死去」的蛙,竟然能重新恢復生命活動。這不是神話,也不是電影中的情節,而是林蛙最令人震撼的生存能力之一。

把自己凍起來

林蛙廣泛分布於北美洲,從加拿大北方森林一路延伸到美國部分地區,進入北極圈以北。牠們主要生活在森林地面,夏季會出現在潮濕林地、森林沼澤、泥炭地與溝壑等環境。

到了秋季,林蛙會離開夏季活動區,前往附近的高地過冬。牠們的過冬位置通常在土壤表層的有機質層、落葉層之下,這個位置看起來並沒有多麼特別,卻成了林蛙度過極端寒冬的重要庇護所。

林蛙並非只是讓自己進入一般意義上的休眠,當溫度持續下降,牠們的體液可以開始結冰。對一般動物而言,體內水分結冰可能意味著細胞遭到破壞,因為冰晶會傷害細胞結構,但林蛙的身體卻能承受這個過程。

牠不是避免冰的出現,而是讓身體在一定程度上「容許」冰存在,這也讓牠成為自然界極為特殊的低溫生存者。

沒有心跳了

林蛙的耐寒能力在阿拉斯加內陸特別令人震驚。研究顯示,當林蛙被凍結時,可以沒有任何可偵測的生命徵象,心臟停止跳動,呼吸停止,血液循環停止,肌肉不再活動,連腦部活動也無法被偵測。

如果只根據這些現象判斷,一隻冰凍的林蛙幾乎與死亡沒有區別,但兩者之間存在一個關鍵差異,牠還有機會重新恢復。當外界溫度回升,體內冰開始融化,林蛙可以逐漸恢復正常的生理活動。

這種現象之所以令人震撼,是因為牠經歷的不是單純的「冷」,而是身體部分水分真的已經變成冰。

身體裡最多可以七成水分結冰

林蛙能夠承受的冰凍程度,遠遠超過一般人對「活著」的理解。資料顯示,林蛙可以耐受體內65%至70%的水分結凍。這意味著牠身體中的大量水分已經從液態變成固態,卻仍能在之後的解凍過程中恢復。

最重要的關鍵之一,是葡萄糖。當寒冷來臨,林蛙體內儲存的肝醣會大量轉化成葡萄糖。與此同時,尿素也會在組織中累積。葡萄糖與尿素可以充當冷凍保護劑,幫助限制冰形成造成的傷害,並減少細胞因水分結冰而產生的劇烈收縮。

可以把這個過程想像成一種極端的「生物防凍系統」,牠不是把體內所有水分都維持在液態,而是利用自身的化學物質,讓冰凍過程變得比較不致命。這也是為甚麼林蛙能夠在冰凍與解凍之間反覆經歷生死邊界,仍然有機會活下來。

阿拉斯加的林蛙

不同地區的林蛙耐寒能力不完全相同,生活在加拿大南部與美國中西部的林蛙,可以耐受大約攝氏零下3至6度的低溫。阿拉斯加內陸的林蛙,面對的環境更加極端。

研究觀察到,自然冬眠中的林蛙可以連續193±11天保持冰凍狀態。換算成季節,大致就是從秋季一路維持到隔年春季。在這段時間裡,牠們的平均體溫為攝氏零下6.3度,而記錄中的平均最低體溫約為攝氏零下14.6度。

牠們可能在長達半年左右的時間裡,讓自己的身體處於冰凍狀態。最令人難以想像的是,這段時間裡,牠沒有正常的心跳與呼吸。

為什麼細胞沒有在結冰時全部壞掉?

冰凍最大的危險是冰晶。水結冰時會形成冰晶,如果冰晶直接在細胞內大量形成,就可能破壞細胞結構。除此之外,當大量水分變成冰,細胞周圍的環境也會發生劇烈變化,細胞可能因水分流失而萎縮。同時,血液循環與氧氣供應停止,又會帶來缺血與缺氧問題。

林蛙在冰凍狀態下同時面對多重危機,冰晶可能破壞細胞;水分結冰造成嚴重脫水;血液循環停止;氧氣供應中斷;細胞體積與內外環境發生巨大變化。然而,牠的身體能利用葡萄糖與尿素等物質,降低這些過程造成的傷害。

其中葡萄糖最為重要。當寒冷來襲,林蛙會把大量能量儲備轉換成葡萄糖,使其在組織中累積。這些葡萄糖不只是能量來源,也能在冰凍狀態下扮演冷凍保護劑的角色。因此,林蛙的冬眠不是單純「睡著」,更接近一種極端的低溫生理狀態。

解凍之後又活過來

其實不是林蛙會結冰,牠能夠從結冰狀態重新回來。想像一隻林蛙躺在森林落葉下,寒氣逐漸深入身體,體內水分開始結冰。心臟停止,呼吸停止,血液不再循環,肌肉停止活動,腦部也沒有可以偵測的活動。

在這個狀態下,林蛙看起來與死亡無異。當春天到來以後,溫度逐漸升高,冰開始融化,林蛙的身體也會重新啟動。心跳恢復,血液重新流動,呼吸恢復,肌肉開始活動,牠再次成為一隻可以行動的活體。

林蛙的耐寒能力還有另一個超乎想像的地方,只要體內總水分的結凍比例不超過65%至70%,牠們可以在一個冬季中經歷多次凍結與解凍。這代表寒冷並不是一次性的考驗,天氣變化可能讓林蛙反覆進入冰凍狀態,再隨著溫度升高而部分解凍,之後又重新結冰,牠的身體必須一次又一次承受這種巨大變化。

冰形成,水分重新分配,循環停止,溫度回升,冰融化,生理活動重新開始。這個過程可能反覆發生,對一般生命體而言,這幾乎像是一場無法承受的生理災難,而對林蛙而言,卻是漫長冬季的一部分。

第一件重要的事

林蛙通常是最早在雪融化後出現並開始繁殖的兩棲動物之一。當冬季結束,附近的季節性水池開始出現水,林蛙會從過冬地移動到繁殖池。這些水池與永久性的湖泊、池塘不同,它們會隨季節出現與消失。雄蛙會在水池中發出類似鴨子嘎嘎聲的叫聲,吸引雌蛙。

林蛙的繁殖速度非常快,許多族群會在短短一個星期內完成主要繁殖活動。這也形成一個很有意思的對照,秋天,牠們躲進落葉與土壤下,等待寒冷把自己冰封;春天,冰雪剛開始消退,牠們卻迅速回到季節性水池繁殖。

好像有一個冬季被凍結的生命,在春天到來的瞬間重新接上了時間。

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