Dansk Polarcenter | Strandgade 100 H | 1401 København K | Danmark
telefon 3288 0100 | telefax 3288 0101 | 
News    |    Research & Logistics    |    Publications    |    Library    |    Photos    |    Polarfronten    |    Om DPC
Du er på:
Mellem liv og død

Nogle dyr kan tåle at fryse til is. Forskere undersøger, hvordan de gør det, og bruger den viden til gavn for mennesker.

Af Kirsten Caning
Skibsmalinger skal kunne holde alger væk fra skibsbunden. Om de kan det, kontrolleres ved hjælp af algesporer, og de findes kun naturligt i 3 måneder om året. På en fabrik forsøgte man at forlænge sporernes levetid ved at fryse dem ned, men de gik til undervejs.

Så spurgte man Hans Ramløv, som arbejder på Roskilde Universitetscenter. Han ved noget om nedfrysning af levende organismer. Ved at tilsætte bestemte sukkerstoffer under indfrysningen lykkedes det ham at forlænge sæsonen. Nu overlever 70 % af sporerne, til de bliver tøet op igen.

En levende død
Hans Ramløv er zoolog og har sin viden fra studier i insekters og andre koldblodede dyrs evne til at overleve i dybfrossen tilstand.

- Hvis de var varmblodede, ville de ikke fryse til is, siger han. - Men de koldblodede dyr følger omgivelserne, så når temperaturen falder under nul, falder den også inde i dyret, og det påvirker livsprocesserne. Men visse dyr, bl.a. mange insekter, overlever jo.

Det mest ekstreme eksempel er det lille bjørnedyr, som kan tåle fuldstændig nedfrysning, hvor alle livsfunktioner er afbrudt. Det trækker ikke vejret, tager ikke føde til sig og har ingen aktivitet i kroppen. Alligevel kan det ligge nedfrosset i ti år og tø op, suge en dråbe vand og spadsere videre i livet. Det er tilsyneladende frosset ned som en fjeder, der ligger i spænd, og venter på den lille ændring, der sparker den tilbage til livet. Det kan simpelthen ikke fryses ihjel.

Men bjørnedyret er specielt hårdhudet. Andre dyr bukker under, hvis temperaturen når for langt ned.

De farlige krystaller
- Når man står med et problem som det med algerne, kan man i første omgang forsøge at finde de metoder, naturen bruger i lignende situationer, siger Hans Ramløv. Med stor entusiasme viser han rundt i sit nye laboratorium på Roskilde Universitetscenter, mens han forklarer om forskellene på de frysetolerante dyr, som kan overleve at blive nedfrosset, og de fryseundvigende dyr, som forsvarer sig mod frosten ved at undgå dannelsen af iskrystaller.

Det, der er mest livstruende for dyret, er iskrystallerne. Det vand, som findes i kroppen vil under nedfrysning danne krystaller, og de kan rive vævet i stykker. Samtidig vil de stoffer, som findes opløst i kropsvæskerne, blive mere og mere koncentrerede, så de tilsidst bliver giftige. Men hvis dyret kan kontrollere processen, så krystallerne vokser langsomt, og der bliver tid for cellerne til at tilpasse sig, kan nogle af dyrene overleve selv meget lave temperaturer.

Forskellige forsvar
Fryseundvigende dyr sørger for ikke at tage føde til sig, når temperaturen falder. Var tarmene fyldte, ville de sprænges under nedfrysning, fordi føden indeholder stoffer, som fremmer dannelsen af iskrystaller. De fryseundvigende dyr søger tværtimod at forsinke dannelsen af iskrystaller. Det gør de med antifryseproteiner, som lægger sig uden om iskrystallerne og hæmmer deres vækst.

Hans Ramløv og hans studerende undersøger hvilke antifryseproteiner, der er i de enkelte dyr, og udskiller dem ved en langvarig og kompliceret proces, som forhåbentlig vil sætte navn på de mange antifryseproteinerne, der findes, og vise, hvordan de fungerer.

Undervejs har det vist sig, at fryseproteinerne også har andre egenskaber. De er tilsyneladende gode til at holde på vand, og det udnyttes bl. a. af melorme, som lever i et meget tørt miljø.

Hvis dyret ved hjælp af antifryseproteinerne kan udskyde dannelsen af iskrystaller til en lav temperatur, kan det i nogen tid undgå at fryse til is. Hvis temperaturen når endnu længere ned, er der til gengæld risiko for, at krystallerne dannes så hurtigt, at cellerne ikke når at tilpasse sig, og krystallerne river vævet i stykker.
For de frysetolerante dyr kan det være en fordel at sætte gang i dannelsen af iskrystaller på et tidligt tidspunkt, så krystallerne bliver små. Det gør de ved hjælp af isnukleatorer, som også er proteiner.

Trækker de vejret?
Det ser ud til, at næsten alle nedfrosne dyr trækker vejret en lille smule, måske kun hvert femte minut. Men det giver ikke altid ilt nok.

Sommetider kan man se, at mælkesyreniveauet er ganske højt efter optøningen. Det viser, at der har været muskelaktivitet i dyret, men ikke ilt nok til at transportere affaldsstofferne væk.

Når dyret tør op igen, er det nærmest forpustet, for nu skal det have ilt ind og mælkesyre ud.

Bred anvendelse
Den viden, der findes om antifryseproteiner og isnukleatorer, kan have stor betydning for industrien, især for landbruget, hvor man f. eks. nedfryser dyresæd og måske også har brug for at få dyrefostre til at overleve en nedfrysning. For organtransplantationer vil det betyde meget, at nedkøling og opbevaring af donororganer kan forbedres.

Men der er også andre felter, hvor det kan bruges, fortæller Hans Ramløv.

- Når man skal lave sne med snekanoner, kan man f. eks. tilsætte en opløsning af ituslåede bakterier med tilknyttede isnukleatorer, og så kan man danne sne ved højere temperaturer end ellers. Man kan dermed forlænge sæsonen i begge ender. Produktet hedder Snowmax og sælges i USA.
Indhold 3/97

Foto: Reinhardt Møbjerg
Kristensen/Hans Ramløv


Sådan ser bjørnedyret ud, det eneste dyr, man kender, som kan tåle at blive frosset ned til det absolutte minimum og blive fuldstændig udtørret. Det er ca. 1 mm langt og findes bl.a. i jord. Hvis man ser godt efter, finder man det sikkert i urtepotten i vindueskarmen.

Grafik: Rie Jerichow

Tegn et abonnement
på Polarfronten on-line


eller ring på 3288 0100