為什麼被凍住的魚解凍後還能活過來?

前幾年南方冰災,我家那邊的小水池裡都被蓋上了厚厚的一層冰,水裡好多魚都被凍死了,翻著肚皮夾在冰層里。大清早家裡人撈上來幾條僵硬的凍魚,放在廚房的地上,晚上回來看時,那幾條魚居然活了!!還在地上翻跳,當時就覺得很不可思議啊! 然後今天看微博時,又看到了這麼一個視頻,,,附上鏈接→_→

視頻封面冰凍的魚竟然復活了?—在線播放—優酷網,視頻高清在線觀看視頻

視頻里一人從凍庫里拿出一條凍僵的鯽魚,放在水盆里,然後不一會兒,魚就游起來了!!!這就讓我想起了冰災那會兒的那件事兒,很是好奇! 知乎是個好地方!大家多多指教! 正巧最近也是寒潮來襲,網友都在叫「凍住了」,誰能來普及普及這方面的知識*^_^*

以下附幾張找來的圖~~~~


最近幾天這個視頻(還有那兩隻被凍成冰坨的烏龜)可真是火爆啊,其實這並不是什麼時髦的新科技,而是在科學界和科幻圈炒作了多年的超低溫保存技術(又叫低溫休眠)

我們可以先放下這條魚,轉而從阿拉斯加的一種林蛙開始談起。

(戰鬥警報:一大波膜法師五分鐘後抵達戰場)

阿拉斯加林蛙

那還是在歐洲人對北美洲的殖民初期,當時一些歐洲探險家在北美北部附近探險。冬季的美洲北部寒風肆虐,探險家們也被凍成了狗,正在此時他們忽然瞥了一眼冰封的小河,大家都樂了!原來啊,河邊有幾隻青蛙比他們還慘,已經被徹底凍成冰坨了!嗨,瞅這熊樣,肯定是妥妥凍死了。

可沒想到第二年開春的時候大家都傻眼:這些小青蛙居然在冰塊融化之後……伸展腿腳……活過來了……這真是日了狗了了,天寒地凍的居然沒被凍死,這是什麼妖孽啊?蛤真是高深莫測的可怕!

後來大家把這種神秘的蛙命名為雪蛙,或者阿拉斯加林蛙(RanaNigrolineatasp)。經過反覆的觀察人們發現,每到冬季來臨的時候這種林蛙就會被凍成冰塊,第二年春季氣溫上升它就又解凍「復活」。這個發現在當時引起了不小的轟動,也給許多腦洞很大的人提供了新的素材。比如本傑明?富蘭克林(就是拿著風箏找雷劈那位)就提出,能不能使用相似的技術把人也給凍起來,這樣就可以穿越到未來啦!還有一些人認為,當今世界有許多疾病無法醫治,能不能把人凍起來,等未來醫學技術進步了再解凍治病?到了後來載人航天技術發展起來以後,又有許多人提出,可以把宇航員凍起來,然後就可以坐著飛船去非常遙遠的、需要飛行幾百年才能抵達的星球探險啦!

電影《星際穿越》里主人公離開地球前往蟲洞的途中就使用了低溫休眠技術

這事說起來容易,做起來可難了。首先要搞明白冷凍又復活的技術原理。人們後來慢慢發現,在超低溫狀態下,細胞的一切化學活動和新陳代謝(包括死亡)都會變得緩慢,甚至停滯,而隨著溫度的上升,細胞活動又會慢慢恢復活躍。上文中的林蛙就是通過這個原理,在零下16攝氏度的溫度下進行了「休眠」。如此看來,冷凍細胞並解凍復甦在某種程度上是可以實現的。

但這中間存在著一個大問題。那就是——細胞內的水會結冰,而結冰的過程會產生冰晶,冰晶鋒刃銳利,在水結冰體積膨脹的過程中會毫不留情的刺穿細胞膜,造成細胞的結構性破壞,這樣的細胞即便解凍也不可能再存活,想要掌握冷凍休眠技術,首先要過冰晶這一關。

小小的冰晶看起潔白美麗,其實卻是銳利無比

阿拉斯加林蛙是怎麼克服這個困難的呢?原來,在每年秋季,林蛙就開始大量攝入澱粉,通過代謝作用把澱粉轉化成大量的葡萄糖,同時體內的尿素含量也急劇提升,也就是說,林蛙的體液已經變成了一種富含葡萄糖和尿素的混合溶液,這種溶液的冰點比水低很多,使得冬季來臨的時候體內許多器官並不會真正的結冰。

人們也學會了這種辦法,人們首先使用了甘油來達到相似的目的。人們用甘油來滲透到細胞內部,置換遊離的水,並與水分子通過氫鍵結合,干擾冰晶的形成。後來,科學家們又相繼發現了二甲基亞碸、乙二醇(汽車防凍液)等也可以起到類似的作用,並把它們統稱為——抗凍劑。此外,冰凍還需要考慮到微生物的侵襲,人們又學會了利用液氮營造零下-196℃的超低溫環境,這個溫度下微生物也無法存活,如此一來就達到了長期冰凍保存的目的。

至此,超低溫保存技術有了一定的技術積累,就開始慢慢的走上實用了。首先採取超低溫保存技術的領域是畜牧業。以前,人們為了獲得更好的牲畜幼崽,會讓母牛、母豬之類的和基因優良的種牛、種豬交配,這受到了交通等的局限,而且種牛和種豬身體也確實吃不消(自從當上了種牛啊,這身體是一天不如一天了……)。怎麼辦呢?可以先把種豬、種牛的精液人工採集下來,然後通過超低溫保存之後,在低溫環境下販賣到全球各地,再用人工授精的方式完成授精。在1951年,人們首次採用這種方式成功完成了牛的精液保存。

僅僅在2年後,人的精液保存和人工授精也取得了成功。自此,「捐精」一詞就進入了公眾的視野,一些體格健康的志願者到專門的醫療機構,在一間非常和諧的房間里,看著一些和諧的影視作品(據說還有X-ART,非常高大上),通過一些和諧的方式取得精液,在對精液進行初步的篩查和加工後,就會採取超低溫保存技術把精液保存起來,而求精者申請到精子後,就通過試管嬰兒技術受孕,最終懷上健康的寶寶,圓了當媽媽的夢。目前在我國,捐精是有一定的經濟鼓勵的,但是想靠這個發財那是不可能的,因為現行的法律規定一個人一生只能捐精一次。

既然單個細胞的超低溫保存已經實現了,那冷凍整個人是不是也就沒問題了呢?

當然不是。要知道,人可不是一個小小的細胞。對細胞的冷凍基本不需要考慮冷凍均勻的問題,但人不同,人是有厚度的,這個厚度會導致各個器官和組織之間的冷凍有先有後,而冷凍的不均勻就會導致冰晶的產生。此外,人體內細胞太多,不可能被抗凍劑完全置換掉所有水分,這也會導致冰晶的產生,所以,以現有的技術來看,人體的超低溫冷凍不可避免的會造成一些細胞受損。此外,人體的解凍更是複雜,如果不能保證同步解凍,甚至會發生生物組織的脫離——也就是一些細胞會脫落。在1957年對一些大型動物進行了超低溫保存技術的實驗,實驗證明,雖然有些動物可以復甦,但器官仍受到了嚴重的傷害,不久就一命嗚呼了。

雖然我們還沒有完全掌握對大型動物和人的超低溫保存技術,但在一些國家,已經成立了幾家人體超低溫保存公司,比較著名的有美國的Alcor和Cryonice Institute,以及俄羅斯的KrioRus。這幾家公司採用玻璃化保存技術——即先把血液完全抽干,再注入高濃度抗凍液,最後用液氮超低溫保存50年。此外,他們把大腦和心臟摘除,單獨冰凍保存。至於解凍,由於目前還無法做到無損傷的解凍,所以他們把希望寄托在未來,希望未來可以有技術突破可以完美的解凍。

2015年5月,重慶作家、《三體》的編審杜虹女士因病去世,在臨終前她自願選擇美國Alcor為自己做人體超低溫保存,這種咱們中國還是首例。

好了,寫了這麼多,相信大家也對超低溫保存技術有了一個大致的了解,那麼我們再來看看這幾天微博上爆紅的這個視頻吧。

冰凍的魚竟然復活了?—在線播放—優酷網,視頻高清在線觀看 http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ1NDY1NjA4NA==

根據視頻環境分析,這應該是在一家超低溫冷櫃生產廠的廠房裡拍攝的,根據視頻中人員對話表明他們的確使用了液氮進行速凍。但是,很明顯這條魚沒有進行防凍液和體液的置換,而且這麼大的鯽魚也一定會存在冰凍的不均勻,所以冰晶的危害肯定存在。得益於液氮的冷凍速度比較快,在冰晶產生的時候沒有把魚直接殺死,所以魚才會在解凍後復甦,但最終這條魚還是會由於器官的損傷而死去,不會存活太長的時間。

那麼前幾天網上熱傳的那兩隻凍成冰坨的烏龜呢?其實它們和阿拉斯加林蛙一樣,體內的體液還沒有被完全凍住,只要凍得時間不是很長,器官沒有被凍傷,化凍後還是會活過來的。

總而言之,人類對超低溫保存技術還處在初步的摸索階段,一些基本的原理雖已掌握,但技術上的難點還有很多。倘若哪一天我們真的可以時間人體的無損傷冰凍保存,那一定是一項改變世界的大革命。

《三體》中的男神章北海也是通過超低溫保存技術去支援未來的

http://weixin.qq.com/r/mzrfxw3EGFBnrUmk92_J (二維碼自動識別)


對於變溫動物,快速冷卻只是冷凍了它們表層,循環系統沒有破壞時,可以做得到。


不知道為什麼 不過湊熱鬧補充一個自己呆的實驗室的小事情 還挺好玩的

在實驗室有的時候會用到果蠅,但是這些熊孩子們會亂飛,我們一般是打co2讓他們暈一會

但是

有一天co2沒了!

沒辦法啊 我就去問學姐咋辦

學姐說哦 你可以用冰箱凍一下

我 納尼!!!0.0!

學姐說 恩 凍一會 放冷凍層1-2分鐘就可以了 別放太久會死

然後我就屁顛屁顛的去了

然後凍了一會 果蠅開始劈了啪啦的往下掉 也就是暈了

在之後拿回室內 一會 全活過來了嚕

真神奇啊真神奇

……所以說人類好弱啊


只有7秒的記憶,不記得自己凍死過


以下圖是公司門口的魚池子

這隻凍的還行…春天來了估計還能游會兒…

這隻的話,活過來肚子應該很痛吧……

春天到了,萬物開始復甦,動物們又到了交配的季節~可是這些魚沒能躲過嚴寒。

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魚生天地之間,若白駒過隙,忽然而已


小時候我們那冬天都這麼賣魚的,沒看有魚買回家能活過來的,估計是凍太久了也不行


?哪用扯到科幻界和人體凍結?

原因:

生與死的溫度界限並非0 ℃,而是低於0 ℃的某一溫度值。生物組織的冰點均低於0℃,當溫度高於冰點時,細胞始終處於活體狀態 。

機理:

在冰點溫度附近,為阻止體內冰晶的形成,動植物從體內會不斷分泌大量的不凍液(不凍液的主要成分是葡萄糖、氨基酸等)以降低冰點,生物細胞內釋放水溶性分子而切斷蛋白質,此時蛋白質會以氨基酸形式釋放,或是分解澱粉變成糖分。

應用:

冰溫技術(很多文獻有更詳細的解釋)

發展:

20世紀70年代初,山根昭美把這種原理應用到食品的貯藏中。技術的首次提出在1973年。

1985年,日本在美國申請了「冰溫技術」的專利之後,又在歐洲申請了專利,標誌著冰溫技術已基本走向成熟。

冰溫技術已經廣泛應用於我們生活中,例如水產品的保鮮、運往北方的荔枝運輸。

所以這一現象發現到應用,從提出到成熟已經過了40多年。

(希望我這個學期沒白學哈哈~ )


你沒學過農夫與蛇的故事嗎!


我干過,池塘撈的那種長不大的小魚,還有那種半透明的小蝦,放到可樂瓶里再放到冰箱冷凍室里。半天后拿出來拿出來,用自來水沖化了冰。魚抖了兩下就掛了。蝦我忘記了,好像是直接掛了。


很多年前就有這個實驗了,用液氮速凍然後再立刻解凍

沒有小冰晶的產生不會刺破細胞膜,而且金魚很特殊體內有一種物質可以很好的保護它的細胞膜

不過凍過一次也就只能活一個禮拜


美國隊長凍了70年


速凍,然後解凍的過程不要太慢,解凍後血液還可以流動就可能活。早前聽說登高峰的人,突然凍住理論上是可以活下來的,但是天朝或者世界還沒有技術可以保證解凍的過程中不凍死。或者燙死。


得看這種動物野生狀態下在不在北方生活吧,比如烏龜,北方也有,所以被凍一段時間應該沒問題,海魚應該不行,海水通常凍不上


也不是普遍現象吧?大概你說的是變溫種類的魚類,也就是可以隨環境溫度改變自身狀態的種類。當氣溫低於某一值時,魚就會自動進入休眠模式。解凍之後,它就「蘇醒」啦~


我就是發張圖


上大學時 解剖魚的實驗

把魚的心臟單獨掏出來 放在書頁上

到了下一節課還在砰砰蹦躂


因為魚屬冷血動物,存在一個區分生死臨界的生態冰溫,即臨界溫度。從臨界溫度到結冰點的溫度範圍為生態冰溫區,當環境溫度降到其生態冰溫區時,魚會進入休眠狀態,新陳代謝減弱,並發生一系列生理生化變化,呼吸頻率/免疫反應/抗氧化反應/神經內分泌及能量代謝都會收到影響。

將魚從休眠溫度緩慢升溫,使其逐漸恢復遊動的過程,這一過程叫做喚醒,喚醒後大部分指標又會恢復到休眠前的狀態。


應該是凍的不夠久,凍他個十幾分鐘不死才怪,就像人把手瞬間伸進液氮裡面照應沒事。以前看BBC的紀錄片,好像真正能抗住凍的就少數青蛙.蛇.烏龜。


七星瓢蟲也能這樣。能活就不是凍死了。死了活叫復活了哈哈


真的嗎?沒看到過!


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