Skokan lesní: přežije zmrznutí na kost, zástavu srdce i týdny bez dechu

Tento druh obývá krajinu s krutými mrazy a nezřídka zimuje v opadaném listí. Vrstva sněhu spolu s listím zmírňuje výkyvy, avšak ani tak není vyloučeno, že tělesná teplota klesne pod nulu. Místo aby hledal útočiště v hluboké vodě, spoléhá na to, že dokáže podstoupit částečné zmrznutí, jež má pod kontrolou. Během zimy se neukrývá hluboko tam, kam mráz nepronikne. Ukrývá se v tenké vrstvě spadaného listí, pod kusem dřeva anebo v prohlubni při zemi. To je důvod, proč jeho tělo opravdu promrzne. Přínos spočívá v tom, že zjara nemusí vyčkávat, dokud rozmrzne hlubší půda, a brzy se dostane k přechodným tůním; tam se množí dříve než mnozí soupeři.

Podstatný díl vody v těle dokáže ztuhnout v místech mezi jednotlivými buňkami. Kdyby led vznikl uvnitř buněk, narušil by jejich obaly i křehké vnitřní útvary; proto živočich usměrňuje, kde se krystaly objeví. Tuhnutí začíná v tekutině, která vyplňuje mezibuněčné prostory. Pokud by se ostré krystaly zformovaly uvnitř buněk, došlo by k poškození membrán a jemných buněčných struktur. Tělo tedy vznik ledu řídí tak, aby převažoval vně buněk, a současně se část vody z buněk přesune ven.

Jakmile začne mrznout, játra urychleně vypouštějí glukózu do krve i tkání. Velké množství těchto ochranných sloučenin brání úniku vody z buněk a napomáhá udržet celistvost jejich membrán. Nejedná se o ideální prostředek proti zamrznutí; jde spíše o cestu, jak omezit poškození při přechodném zmrazení. Glukóza podporuje membrány tím, že při úbytku vody snižuje jejich zkroucení, a pomáhá bílkovinám uchovat uspořádání. Močovina se v organismu shromažďuje již na podzim a její působení se přidává k účinku glukózy. Za normální činnosti by taková hladina těchto látek působila potíže, v zimním utlumení však slouží jako dočasná chemická ochrana.

Když tělo zamrzá, přestane probíhat výměna plynů, srdce přestane bít a krev se přestane běžně pohybovat. Látková přeměna se výrazně zpomalí a tkáně po jistou dobu vydrží nedostatek kyslíku. Jak dlouho živočich přežije, závisí na teplotě, tempu ochlazování i vhodnosti úkrytu; odolnost má tedy meze. S postupujícím mrazem nejdříve krevní oběh rozvede glukózu do orgánů a svalů. Až poté dojde k zastavení srdeční práce a dýchání. Metabolismus spadne na nejnižší úroveň a tkáně začnou využívat pochody, jež jim umožní krátkodobě získávat energii i bez obvyklého přísunu kyslíku.

Když se oteplí, led se rozpustí a orgány začnou znovu fungovat podle určitého sledu. Srdce obnoví čerpání krve, dýchání se vrátí a svaly pozvolna nabývají schopnosti se hýbat. Buňky současně odbourávají ochranné sloučeniny a vyrovnávají se s chemickou zátěží, kterou přináší opětovný příchod kyslíku. Po rozmrazení může tkáně ohrozit takzvané reperfuzní poškození: prudký návrat kyslíku dokáže vytvářet reaktivní molekuly. Skokan se proto opírá o antioxidační ochranu a látkovou přeměnu oživuje pozvolna. Svaly po jistou dobu ještě nefungují obvyklým způsobem, i když srdce už tepe. Bezpečně se žába pohne až tehdy, když se obnoví rovnováha iontů a zmizí zbytky odpadních látek.

Areál skokana lesního sahá od lesů na severovýchodě Spojených států přes Kanadu až po Aljašku. Jedinci z chladnějších končin vydrží delší a intenzivnější promrznutí než žáby z mírnějšího podnebí. Uvedená schopnost tedy není u všech jedinců stejná a mění se i podle teploty. Zimní úkryt si vybírá mělce pod listím a v lesní hrabance; nevyhledává dno rybníka, které nezamrzá. Sníh i listí zmírňují nejostřejší teplotní zvraty. Komplikací mohou být zimy, během nichž opakovaně taje a znovu mrzne, neboť každé probuzení spotřebuje část rezerv, jež musí vydržet do jarního rozmnožování.

Ke krátkodobým tůním přichází skokan lesní velice záhy, mnohdy ještě tam, kde leží zbytky sněhu. V mělké vodě zpravidla nežijí ryby, které by mohly požírat vajíčka a pulce. Brzké rozmnožování poskytuje potomkům možnost dokončit vývoj dříve, než se přechodná tůň vypaří. Odborníky na fyziologii zajímá, jakým způsobem žába ochrání buňky při přerušení oběhu, nedostatku kyslíku a následném restartu látkové přeměny. Tyto poznatky mohou být inspirací pro lepší skladování tkání a orgánů, ale neznamenají snadný recept na zmrazení člověka. Drobná tělesná stavba žáby, její biochemie a rychlá výměna tepla se totiž od lidského těla výrazně odlišují.

Lithobates sylvaticus - Wood Frog 01.jpg

Wood frog, (Lithobates sylvaticus).jpg

Anatomy WoodFrog.png