ملكة الجليد الجديدة هي... ضفدع

يعيش ضفدع الشجرة فصول الشتاء الطويلة والقاسية في كندا وشمال الولايات المتحدة، ويمكنه أن يتجمد تمامًا ويذوب ويعود إلى النشاط عدة مرات دون ضرر.

بواسطة: مايا جيفون

ضفدع الشجرة Lithobates sylvatica هو نوع من عائلة الضفادع المنتشرة في أمريكا الشمالية، حتى أنه تم اختياره كالبرمائيات الوطنية لولاية نيويورك، وهو لقب مشرف دون أدنى شك. تسببت موجات البرد غير المسبوقة التي ضربت المنطقة مؤخرا، في أضرار جسيمة، لكن يبدو أن الضفدع الوطني نجا منها دون صعوبة، حيث يتمتع بقدرة غير عادية على مواجهة درجات الحرارة المتجمدة.

لدى النباتات والحيوانات استراتيجيات مختلفة للتعامل مع البرد. ويتجنبها الكثير منهم بالهجرة أو بإيجاد مخبأ لفصل الشتاء، أو يدخلون في حالة سبات في مكان دافئ نسبياً، وتؤخر دورة حياتهم لحين عودة الظروف الملائمة لوجودهم. ولكن هناك أيضًا من لا يهرب ولا يختبئ، بل يتحمل الركود.

يعد التعامل مع درجات الحرارة المنخفضة عن طريق مقاومة التجمد استراتيجية معقدة: فعندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون الصفر، يتجمد الماء الموجود في الدم ويشكل بلورات ثلجية صغيرة. هذه قد تسبب ضررا للأوعية الدموية، وتلف وظيفة الخلايا وتؤدي إلى الجفاف. يجب أن يكون الحيوان القادر على التجميد والذوبان قادرًا على حماية جسمه من هذه الأضرار.

يعيش ضفدع الشجرة فصول الشتاء الطويلة والقاسية في كندا وشمال الولايات المتحدة، ويمكنه أن يتجمد تمامًا ويذوب ويعود إلى النشاط عدة مرات دون ضرر. خلال فترة الركود، يتغير لونها من البني إلى الأزرق، ويتوقف النشاط الأساسي، ويصبح ما يصل إلى 65٪ من كمية الماء في جسمها صلبة. تتوقف جميع الأنشطة البدنية، بما في ذلك التنفس، وينخفض ​​معدل التمثيل الغذائي، وبالتالي يقضي الضفدع الجليدي الشتاء في حالة من الرسوم المتحركة المعلقة حتى يسخن الهواء مرة أخرى.

كيف تفعل ذلك؟ هناك آليتان تساعدان الضفدع: الأولى هي التحكم والسيطرة على عملية التجميد. يستطيع الضفدع إنتاج بروتينات تشجع على التجميد، ويبدأ فعلياً ببدء التجميد من مصدر متحكم به في جسمه، فيتمكن من التحكم في العملية وإبطائها، مما يسمح للجسم بالتأقلم مع الوضع بشكل تدريجي أكثر مما كان عليه في السابق. التجميد التلقائي، والذي يمكن أن يكون سريعًا للغاية. أما الآلية الثانية فتتضمن إنتاج مادة تمنع التجمد: حيث يقوم الضفدع بتخزين السكريات بتركيز عالي داخل الخلايا، بحيث يترك الماء الخلايا ويترك فيها محلول سكري مركز، مما يمنع التجمد والتلف. فقط المسافة بين الخلايا تتجمد.

يفترض علماء الأحياء أن هذه الاستراتيجيات هي في الواقع مزيج من استراتيجيات تكيف الضفادع مع الظروف الجافة. تتمتع معظم البرمائيات بجلد شديد النفاذية للماء، وبالتالي فهي تفقد الماء بسهولة شديدة. تتمتع الضفادع التي تعيش على الأرض بالقدرة على فقدان ما يصل إلى 50% من السوائل الموجودة في جسمها والتعافي منها، وهي قدرة غير موجودة في الفقاريات.

ولا تزال الآليات الدقيقة التي تسمح للضفدع بالتجميد والتعافي قيد التحقيق، ولا تزال العديد من الأسئلة مفتوحة: كيف يعيش الحيوان لفترة طويلة بدون أكسجين؟ ما هي المحفزات التي تبدأ عملية التجميد - والأهم من ذلك، عملية الذوبان؟ لا يزال الطريق إلى الفهم الكامل لهذه الألغاز طويلاً، لكن الاستخدامات المحتملة التي يمكن أن تتطور نتيجة لها تثير الخيال...

مصدر الخبر