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活久見!零下196°液氮凍得硬邦邦的魚,居然能復活!終於清楚原因了

Hello大家好, 我是風雲哥

小夥伴們有沒有看過紀錄片《查幹湖冬捕》呢?裡面有一個鏡頭風雲哥記憶猶新, 當魚兒被網子拉上來的時候, 蹦躂幾下就被凍硬了。 這也難怪, 零下30度左右的溫度相比於家用冰箱的冷凍層還是要冷不少的。

相信很多小夥伴都看過這樣的視頻, 凍的梆梆硬魚放進溫水裡竟然可以復活!這是怎麼回事?風雲哥就帶小夥伴們深入瞭解這一神奇的現象。

零下30度的情況在東北並不稀奇, 除了野生動物進化出來的一系類禦寒技能, 其他的動物暴露在這種環境下是會被凍死的, 既然凍死了,

怎麼能夠復活呢?其實這個視頻並不是簡單的冷凍那麼簡單, 而是使用的液態氮進行極速冷凍!

魚放進液氮已凍硬

放入溫水中一會就復活了

這種實驗室“復活”並不是個案, 很久以前有一批科學家到北美洲的北極區域進行探險, 他們發現有一種青蛙被冰凍成一坨, 當時這批科學家對這種顯現並不感到吃驚, 覺得這種青蛙可能只是個別, 大多數青蛙還是在洞穴進行冬眠才對。 結果意想不到, 來年的春季, 這些青蛙竟然從融化的冰塊裡復活了!

這裡風雲哥普及一個內容:生物體之所以會被凍死, 是因為水是組成生物體的基本成分, 在低溫情況下水會結冰體積變大形成鋒利的冰晶, 漲破細胞並損傷細胞內容物質,

這樣的細胞即便不解凍, 也已經處於死亡狀態。 既然組成生物體的細胞都損毀了, 生命自然也不復存在。

科學家研究發現, 冰凍並不會使木蛙細胞中的水發生結冰現象, 再次解凍的時候, 細胞還處於休眠狀態。 那為什麼會出現這種神奇的現象呢?

科學研究告訴我們, 在進入冰凍期之前, 阿拉斯加木蛙細胞內的水分會和自身產生的尿素和葡萄糖混合, 形成一種可以防止被凍結的抗凍液體, 即使木蛙被冰塊凍起來, 其細胞也能保持活性, 木蛙是在冰凍之後休眠了, 並不是死亡。

我們回到開頭的那條魚, 由於它細胞內部並沒有這樣的機制, 自然是被“活活凍死”, 然而這裡又帶出一個問題, 為啥同樣沒有這種機制的魚在實驗室液氮的條件下可以復活?

我們之前提到為什麼會凍死原因, 由於水結冰形體積變大形成比較大的冰晶損毀了細胞, 而這種情況只會發生在緩冷的條件下。 換成極速冷凍的條件, 一切都會發生改變。

這裡又需要提到一個“冰晶”的概念, 當水緩慢結冰的時候, 隨著溫度的下降, 會經過冰晶形成帶(—1°到—5°這個區間範圍)如果這一時間比較長, 就會形成較大而且鋒利的冰晶, 體積變化明顯。 我們日常見到的結冰都屬於這種範疇。

眾所周知, 液氮零下196度的極低溫度會瞬間使水結冰, 這一速度是非常快的。 從而避免了長時間在冰晶形成帶溫度徘徊, 話句話說, 這時候的水雖然是結冰了但是體積變化不大, 形成的冰晶也十分細小。

比如魚肉肌球蛋白在一3~一2℃之間變質最快, 如果用液氮迅速冷凍, 細胞內部的物質來不及變質, 就被完整的保存下來, 加之水的體積在這時候並不會變大, 形成的細小冰晶對細胞器損傷並不是急性的。 所以我們就會看到邦邦硬的魚在水中浸泡十多分鐘後又神奇的復蘇了。

值得一提的是, 以上條件只是魚可以被復活的一部分原因和先決條件, 具體的復活成因科學家們正在進一步探究, 而且被這樣處理過的魚存活的時間也不會超過一個星期, 死因大多數是細小冰晶對內臟不可修復的嚴重損傷。

現在已經實現了精子冷凍保存技術, 就是從這個角度出發, 將細胞內的水分用保護液體替換,

可防止精子細胞內水分結冰後, 體積增大撐破細胞膜。

但在解凍過程中, 有一半左右的精子細胞會死亡, 原因很多, 大多是還是由於細小冰晶的損傷。 好在人類已經可以主動選擇那些存活的細胞, 並使其成功與卵子結合。

風雲哥在這裡想說, 對這一成因的研究, 對人類的意義是非凡的, 試想一下, 如果可以將人體冷凍保存起來, 在任何一個時間復活, 治癒當前條件下不可能治癒的疾病。 同樣, 這一技術產生的道德和倫理的問題, 也不是我們可以想像的。

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