La rana di legnoLithobates sylvaticus) è un anfibio dell'ordine degli Anuri, che si distingue tra queste creature per la sua tolleranza a temperature estremamente basse.
Questo perché queste rane possono sopravvivere a stagioni durante le quali subiscono un congelamento parziale di due terzi dell'acqua contenuta nei loro corpi. Per questo motivo è una delle specie che la scienza ha chiamato "Estremofila".
Dove vive la rana di legno?
Questa è la rana più settentrionale del mondo, con un habitat che si estende attraverso le foreste decidue boreali e orientali del Nord America. Pertanto, ha una gamma che va dallo stato della Georgia al Canada e al circolo polare artico.
Questa specie sopravvive a temperature di congelamento fino a -16 gradi e resiste a un periodo di congelamento di due mesi a -4 gradi.
Qual è la strategia della rana di legno per sopravvivere al congelamento?
Le rane di legno prevengono il congelamento grazie ai crioprotettori. Si tratta di sostanze che agiscono riducendo la temperatura alla quale i liquidi corporei si congelano. Puoi immaginare che funzionino in modo analogo al liquido antigelo nel sistema della tua auto.
I principali composti nella sopravvivenza per congelamento della rana di legno sono due:
- Urea, che si accumula nel tuo corpo durante l'autunno e l'inizio dell'inverno.
- Glucosio, che viene rapidamente e copiosamente mobilitato dalle riserve di glicogeno epatico, come risposta diretta alle basse temperature.
I crioprotettori limitano la quantità di ghiaccio che si forma effettivamente sul corpo in qualunque posto. Più di quel soluto crioprotettivo si può accumulare, meno ghiaccio si formerà e, quindi, meno stress ci sarà sulle cellule e sui tessuti.
E le funzioni corporee della rana di legno?
È facile immaginare che finché dura il congelamento, la rana smette di respirare e il suo cuore smette di battere completamente per giorni o settimane.
Infatti, durante il loro periodo di letargo, tutti i processi fisici nelle rane, dall'attività metabolica alla produzione di scorie, sono quasi completamente interrotti.
Un ciclo che si ripete
È interessante notare che gli esperti che hanno studiato questa specie affermano che le rane, nella loro vita selvaggia, possono sperimentare più episodi di congelamento/scongelamento nel corso di un inverno.
Ciò è possibile perché queste rane mantengono una sostanziale reattività a:
- La sintesi del glucosio. Infatti, questi animali rimangono in uno stato iperglicemico molto tempo dopo lo scongelamento.
- Un accumulo di alti livelli di crioprotettori nel tessuto cerebrale.
Gli esperti riferiscono che ogni volta che la temperatura ambiente aumenta e il ghiaccio si scioglie, le rane si scongelano.
Quindi, l'acqua scorre lentamente nelle cellule, il sangue ricomincia a circolare e la rana si rianima. In laboratorio, il ghiaccio sul tuo corpo si scioglie in circa 20 minuti e ci vogliono altri 20-30 minuti prima che il tuo cuore inizi a battere.
In natura, quando finalmente arriva la primavera e decide di restare, le rane ne escono indenni. Indubbiamente la specie beneficia di questo "time out" dovuto al congelamento, poiché riducendo il suo metabolismo, aumenta le tue possibilità di sopravvivenza durante i lunghi mesi invernali.
Quando è congelata, la rana di legno entra in uno stato di animazione sospesa, caratterizzato da una cessazione delle funzioni vitali come la mancanza di battito cardiaco, circolazione sanguigna, respirazione, attività cerebrale e movimento.
Un futuro per la medicina?
Va notato che c'è speranza che la scienza medica potrebbe un giorno copiare la tecnica della rana di legno per aiutare i trapianti di organi umani.
Attualmente, i medici hanno solo poche ore per trasferire un organo donato a un paziente vivo prima che il paziente si danneggi troppo gravemente. Il congelamento degli organi non è un'opzione, poiché le cellule si disidratano.
Oltre ad essere un argomento affascinante, la capacità di congelare e scongelare organi e tessuti viventi senza danneggiarli ha implicazioni potenzialmente profonde per aree come il trapianto di organi.
Se potessimo congelare organi umani, anche per un breve periodo di tempo, saremmo una svolta per la scienza e la medicina. Ciò consentirebbe la spedizione di organi in tutto il mondo, che migliorerebbe notevolmente il processo di donazione.