Kỳ lạ loài ếch "hóa đá" vào mùa đông, mùa xuân sống lại

Từ tháng 9 hàng năm, những con ếch gỗ ở Alaska sẽ làm một điều rất kỳ lạ đó là chúng tự đóng băng. Hai phần ba lượng nước trong cơ thể chúng chuyển thành nước đá. Nếu bạn nhặt chúng lên, chúng sẽ không di chuyển. Nếu bạn bẻ cong một trong hai chân của nó, nó sẽ bị gãy.

Bên trong những con ếch "đông lạnh" này là những  hiện tượng sinh lý kỳ lạ khác đang diễn ra. Trái tim của ếch ngừng đập, máu không còn lưu thông và lượng đường trong cơ thể nó tăng vọt.

Don Larson, một nghiên cứu sinh tại đại học Alaska, Fairbanks, người nghiên cứu về loài ếch, cho biết: "Ở mức độ sinh vật, chúng về cơ bản đã chết. Các tế bào riêng lẻ vẫn hoạt động nhưng chúng không có cách nào để kết nối với nhau".

Loài ếch gỗ có thể chịu được trạng thái "đông lạnh" này trong vòng 7 tháng và sau đó, khi mùa xuân đến, chúng sẽ tan băng và sống lại bình thường. Các nhà sinh vật học đã biết trong nhiều thập kỷ rằng một số loài ếch bị đóng băng vào mùa đông và tan băng vào mùa xuân, nhưng một bài báo đăng trên tạp chí sinh học thực nghiệm báo cáo rằng chúng có thể đóng băng lâu hơn và chịu được nhiệt độ lạnh hơn người ta nghĩ trước đây.

Brian Barnes, giám đốc viện sinh học Bắc Cực tại đại học Alaska, Fairbanks cho biết: "Đã có một số nghiên cứu, chủ yếu là trong phòng thí nghiệm, cho thấy ếch có thể ở trạng thái đông lạnh trong vài tuần nhưng ở Alaska, chúng tôi biết những con ếch này rất phổ biến vì khi tiến vào gần Bắc Cực, nhiệt độ trở nên lạnh hơn rất nhiều. Đó là điều khởi đầu cho sự quan tâm của chúng tôi".

Ếch gỗ trưởng thành có kích thước bằng lòng bàn tay. Theo Barnes, tuổi thọ của chúng từ 4 đến 6 năm. Để xem những con ếch này sống sót qua mùa đông như thế nào trong môi trường Alaska khắc nghiệt, các nhà nghiên cứu đã sử dụng keo siêu dính để gắn các thiết bị phát sóng vô tuyến nhỏ vào lưng của 16 con ếch trong vòng hai năm.

Các thiết bị phát sóng cho phép các nhà nghiên cứu xem nơi những con ếch thực hiện giấc ngủ đông trong lớp lá gần hồ hoặc ao, nơi chúng dự định nghỉ đông. Sau khi những con ếch đã ổn định, các nhà nghiên cứu đặt những chiếc lồng nhỏ trên các cột ngăn và cắm một nhiệt kế dây vào đó để ghi lại nhiệt độ trong những khoảng thời gian đều đặn.

"Tuyết cung cấp một lớp cách nhiệt tốt cho chúng nhưng chúng tôi đã biết từ các nghiên cứu trước đây rằng bên dưới tuyết vẫn rất lạnh. Vì thế, đó là sự tồn tại đáng ngạc nhiên. Chúng tôi không thấy con ếch nào chết cả và đó là một cú sốc lớn," Larson, tác giả chính của nghiên cứu cho biết.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những con ếch không bị đóng băng một lần và luôn ở trạng thái "đông lạnh". Thay vào đó, chúng dành một hoặc hai tuần đóng băng vào ban đêm và rã đông vào ban ngày cho đến khi nhiệt độ giảm vĩnh viễn xuống dưới mức đóng băng.

Larson cho rằng kiểu "rã đông" và "đông lạnh" này giúp ếch chuyển đổi nhiều glycogen dự trữ trong gan (glycogen có vai trò làm chất dự trữ năng lượng trong cơ thể động vật) thành glucose (đường lưu thông trong máu, đóng vai trò cung cấp năng lượng chính cho cơ thể). Điều này rất cần thiết vì hàm lượng glucose cao trong tế bào của ếch giúp chúng sống sót trong suốt mùa đông dài lạnh giá.

Chức năng chính của glucose là giữ nước bên trong tế bào. Chứng chết cóng ở người được gây ra khi nước trong máu của chúng ta chuyển thành băng. Chất lỏng đó làm cô đặc xung quanh các tế bào và mô, từ đó hút nước ra khỏi tế bào. Cuối cùng, các tế bào bị mất nước và con người sẽ chết.

Larson đưa ra ví dụ tương tự như sau: "Nếu bạn đặt một củ khoai tây vào nước mặn, cả củ khoai tây sẽ co lại vì tất cả nước từ củ khoai tây chuyển sang nơi có độ mặn cao hơn, nhưng nếu bạn thêm nhiều muối vào một củ khoai tây, nó sẽ giữ lại nước".

Bằng cách làm cho các tế bào trở nên "siêu ngọt" nhờ glucose (đường lưu thông trong máu), ếch giữ nước cho cơ thể của chúng. Khi mùa xuân đến và ếch tan băng, chúng biến rất nhiều glucose thành glycogen và chúng thải ra phần còn lại. Sau đó, chúng nhanh chóng đến ao hoặc hồ gần nhất để bắt đầu giao phối. Chúng chỉ có 5 tháng để sinh con và thu thập tất cả thức ăn trước khi mùa đông tới và quá trình "đông lạnh" bắt đầu trở lại.