如果人類沒有衣服，他們隻能生活在溫暖的熱帶地區。現在的靈長類動物，大多數生活在回歸線之間。大多數動物不喜歡寒冷。當冬天來臨時，能飛能跑的東西會移到低緯度、溫暖的地方。那些不能移動的人可以住在寒冷的地方，或者依靠厚厚的脂肪和皮毛睡在地下。

然而，有一些動物不遵守通常的規則。它們在極地“定居”，在寒冷中自由活動。即使溫度降到零度以下，它們也不會打寒戰。

科學家們知道，如果溫度低于0℃，對任何動物來說都是一個嚴峻的挑戰，水很容易在零度以下結冰，然後體積膨脹。如果動物細胞中自由流動的水結冰，冰晶膨脹會破壞細胞，導緻動物死亡。因此，為了在零度以下生存，耐寒動物必須有特殊的技能來減少冰晶的傷害。科學家們希望解決這些抗寒動物的抗凍技術，這不僅有助于解決人體器官冷凍移植的損傷問題，而且可以延長人類的平均壽命。目前，一些身患絕症去世的的人生前會花重金把自己用液氮凍住，等将來醫療水平再提高的時候，看看是否能把他們“複活”。未來能否正常地活過來，誰也說不準，隻能說科學家正在慢慢地研究。

科學家首先研究了最著名的抗寒動物木蛙。在阿拉斯加寒冷的北極地區，小木蛙即使氣溫降到-14℃，也能健康越冬。科學家發現，木蛙之所以能有如此神奇的抗寒能力，主要是因為體内産生了高濃度的“低溫保護劑”。這種“冷凍保護劑”由尿素、葡萄糖和肝糖原組成，可以防止細胞在體内凍結。這和汽車防凍劑有點相似。當“低溫保護劑”溶于水時，它與水分子緊密相連。水分子與這種物質相連，它們将不再相互作用而形成冰，因此體液不會在零度以下結冰。

許多無脊椎動物也有很強的抗寒性。從蟑螂到毛蟲，許多節肢動物都能在0℃以下的嚴寒環境中忍受數天。這些動物除了有“防凍劑”外，還有一種叫做“防凍蛋白”的法寶，這種蛋白喜歡與冰晶相連，可以阻止冰晶進一步長大。在雙重保護下，節肢動物體液的冰點通常低于-25℃。例如，阿拉斯加有一種樹皮甲蟲，根據個體差異，它們的體液在-50℃到-100℃的溫度才會結冰。這些超級耐寒的甲蟲含有大量的“抗凍蛋白”和甘油等“防凍劑”，即使在極寒的條件下也能最大限度地減少結冰。

在寒冷的南極，南極蠓（一種生活在南極半島的無翅蚊子）可以忍受-20℃的低溫，但它們不産生“防凍劑”或“抗凍蛋白”。他們的方法是排出體内的水分。大多數昆蟲最多隻能損失20%-30%的水分，但南極蠓在損失70%的水分後仍能存活。南極蠓在冰天雪地中時，由于其身體的高滲透性，體内的水分會向外界擴散，從而防止其脆弱的組織凍結。畢竟，沒有水，就沒有冰。當然，随着水分的流失，南極蠓的新陳代謝停止了，看起來它們已經死了。但如果你再加一點水，它很快就會“複活”。

然而，防止冰凍并不是動物抵禦冰凍的唯一方法。木蛙等耐寒動物也采用另一種方法，即産生一種叫“冰核促進劑”的物質，這種物質與冰晶結構相似，就像種子一樣，可以促進冰晶的形成，促進冰的生長。盡管這似乎有悖常理，但如果“冰核促進劑”能确保細胞間而非細胞内發生凍結，那麼“細胞外冰晶”造成的損害就要小得多，因為鋒利的冰晶不會破壞細胞内脆弱的結構。

“冰核促進劑”可以是任何物質，例如一個小顆粒的灰塵，甚至細菌。在耐寒動物身上，“冰核增強劑”應該是蛋白質或脂肪——科學家還沒有在實驗室分離出這些物質，因此無法确定它們的成分。然而，一旦木蛙和其他動物的身體開始凍結（甚至是相對安全的“細胞外凍結”），它們就必須關閉自己的生命系統，停止心跳和呼吸。因此，這些耐寒動物除了适應體内的冰凍外，還進化出了在缺氧條件下生存的能力。例如，在低溫的情況下，新孵化的金龜會産生抗氧化劑和蛋白質。同樣，脫水的南極蠓也會采用類似的機制來解決缺氧問題：南極蠓幼蟲冷凍後抗氧化物含量會增加。

但一些哺乳動物還沒有發現任何“抗凍技巧”，它們仍然還是很抗凍的。

在溫血哺乳動物中，有一種耐寒專家北極地松鼠。它是已知的唯一能忍受零下溫度的哺乳動物。冬眠期間，身體溫度可長期保持在-3℃。然而，防凍脫水和分泌“冰核增強劑”等方法顯然不是哺乳動物可以采用的策略，科學家也沒有在北極松鼠身上檢測到任何“防凍劑”成分。這種松鼠防凍劑的作用機理至今仍是個謎。

科學家推測，北極松鼠也可能通過防凍來提高它們的耐寒性。在冬眠前，北極地松鼠可能會産生一種被稱為“掩蔽劑”的物質，來清除體内可能成為冰核的物質。由于北極松鼠缺乏冰核，無法觸發冰晶的形成，因此北極松鼠體内的水不會自然凍結。

無論應對零下氣溫的策略是什麼，這種生理上的噱頭對身體造成的壓力都是巨大的。大多數耐寒動物一年隻能“玩”一次。例如，在春天，木蛙的抗寒性會急劇下降，最高可達-5℃。北極松鼠也有類似的現象——它們在冬天更耐寒。因此，動物的耐寒性顯然與生物鐘密不可分。可見，人類要發展人體器官冷凍技術，還需要更多的知識。

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