Một số động vật được trời phú cho khả năng chống lạnh tuyệt vời. Cơ thể của những sinh vật này có thể sản sinh ra các chất chống động tự nhiên, giúp chúng chống lại tình trạng đóng băng cơ thể gây tử vong ở nhiệt độ dưới 0°C.
7. Rùa vẽ con
Rùa vẽ là một loài động vật cứng cỏi, chịu đựng được gian khổ.
Rùa vẽ là một loài động vật cứng cỏi, chịu đựng được gian khổ và điều đó cho phép chúng sinh trưởng ở hầu hết khu vực phía đông dãy núi Rocky của Bắc Mỹ. Tại những khu vực lạnh hơn của dãy núi này, các con rùa máu lạnh đã phát triển khả năng thích nghi cực điểm để không đông lạnh tới chết.
Sau khi ấp nở vào cuối hè hoặc đầu thu, hầu hết rùa vẽ con tìm đường tới hồ hoặc dòng suối không đóng băng để trải qua mùa đông đầu tiên của chúng. Tuy nhiên, rùa vẽ con sinh trưởng ở các vùng khí hậu lạnh vẫn ở trong tổ của chúng suốt mùa đông, khi nhiệt độ có thể sụt giảm tới dưới ngưỡng đóng băng. Những con rùa non vẫn có thể sống sót nhờ máu có khả năng làm chậm đông, ngăn các tinh thể băng hình thành ngay cả ở dưới mức nhiệt độ đóng băng của máu của chúng. Lớp da dày cùng lượng nước cực nhỏ tích trữ trong các con rùa con chỉ nặng 5g cũng cho phép chúng chống chọi với cái lạnh.
6. Ếch rừng
Ếch có thể sống sót lâu tới 2 tuần với hơn 60% cơ thể đóng băng.
Do môi trường sống ẩm ướt và làn da mỏng, rỗ lỗ chỗ, các động vật lưỡng cư thường tương đối nhạy cảm với cái lạnh. Tuy nhiên, ếch rừng lại là một ngoại lệ, với khả năng sinh trưởng rộng từ phía bắc Alaska tới sông Yukon ở Bắc Mỹ. Cơ thể ếch rừng chống lại sự tấn công của cái lạnh bằng cách sản sinh ra các chất chống đông lạnh ngập cơ thể, giữ cho chúng khỏi bị đóng băng. Những sinh vật này tích tụ urê trong các mô của chúng và gan thì làm nhiệm vụ biến đổi glycogen thành glucose.
Ếch rừng chôn mình dưới một lớp lá cây và thường cả một lớp tuyết. Chúng có thể sống sót lâu tới 2 tuần với hơn 60% cơ thể đóng băng. 2/3 số băng này hình thành dưới da và bên trong các khoang cơ thể, do ếch tự sấy khô các cơ quan nội tạng trong 12 tiếng đông lạnh đầu tiên.
5. Bọ vỏ cây đỏ
Bọ vỏ cây đỏ có khả năng chống bị đóng băng ở nhiệt độ thấp tới -150°C.
Các con bọ cánh cứng chui dưới vỏ cây, màu đỏ có thể sống sót qua mùa đông bằng cách ẩn nấp bên trong các cây dương Alaska, nép mình trong vùng ẩm ướt phía dưới vỏ cây. Cũng giống như rùa vẽ con, những con bọ này chống chọi lại cái lạnh bằng cách làm chậm đông, tạo ra các protein chống đông lạnh để ngăn cản những tinh thể băng hình thành trong các tế bào của chúng. Các nhà khoa học phát hiện, không có thứ gì có thể làm chậm đông giỏi như loài sinh vật này. Trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm ở Đại học Alaska Fairbanks, bọ vỏ cây đỏ có khả năng chống bị đóng băng ở nhiệt độ thấp tới -150°C.
4. Bọ Upis
Bọ Upis có thể sống sót khi bị đông đá ở nhiệt độ -76oC.
Không giống như loài họ hàng là bọ vỏ cây đỏ, bọ Upis nhượng bộ hơn trước cái lạnh. Những con bọ này chọn các hốc cây khô và tránh nước ẩm đọng lại nhằm đối phó với tình trạng đông cứng. Chúng tống hết nước ra khỏi các tế bào của mình, ngăn chặn sự nứt vỡ tế bào nguy hiểm do các tinh thể đá phình rộng gây ra. Chiến lược khử nước này đồng nghĩa chúng vẫn không bị đóng băng ở nhiệt độ -7,5°C và có thể sống sót trong khi bị đông đá ở -76°C.
3. Sóc đất Bắc cực
Đây là động vật có vú duy nhất có thể chống lại việc đóng bưng dưới 0oC.
Sóc đất Bắc cực là động vật có vú duy nhất trong danh sách các loài có thể chống lại việc đóng băng dưới 0°C. Mặc dù nhiều động vật có vú có khả năng đối phó với cái lạnh bằng lớp lông rậm rạp hoặc ngủ đông trong các tháng rét buốt, nhưng không có cách nào trong số này sánh được với khả năng của sóc đất Bắc cực. Chúng có thể siêu làm lạnh cơ thể của mình xuống dưới ngưỡng đóng băng, tới -2,9° C, một kỷ lục trong thế giới động vật có vú.
Tuy nhiên, sự thích nghi ấn tượng thực sự lại xảy ra trong bộ não của sóc đất Bắc cực. Chúng có thể cắt rời các kết nối thần kinh, các khớp thần kinh để ngủ đông, rồi tái kết nối chúng ngay sau khi thức tỉnh và làm ấm cơ thể, gần 2 - 3 tuần một lần trong suốt mùa đông.
Việc ngủ đông khiến các sợi nhánh tế bào thần kinh chuyên nhận những thông điệp hóa học từ các tế bào thần kinh khác teo quắt. Một nghiên cứu của Nga hồi đầu những năm 1990 phát hiện, bộ não bị cắt đứt các liên kết thần kinh của sóc đất Bắc cực ở giữa quá trình ngủ đông chứa ít các sợi nhánh tế bào thần kinh hơn so với bộ não của chúng khi đã tỉnh thức và hồi phục lúc khí hậu ấm hơn.
Và chỉ 2 tiếng đồng hồ sau khi bừng tỉnh khỏi giấc ngủ, các kết nối thần kinh của chúng được khôi phục và thậm chí còn có nhiều sợi nhánh tế bào thần kinh hơn trước kia. Song, 12 - 15 tiếng sau đó, bộ não bắt đầu cắt đứt các kết nối một lần nữa khi sóc quay trở lại trạng thái ngủ đông.
2. Bướm đêm sâu róm Bắc cực
Loài này sống sót qua cái lạnh bằng cách chơi trò chờ đợi.
Bướm đêm sâu róm Bắc cực sống sót qua cái lạnh bằng cách chơi trò chờ đợi. Hầu hết các sâu bướm ấp nở vào mùa xuân và trải qua vài tháng ngốn ngấu các chất dinh dưỡng thiết yếu trước khi chui vào kén và biến đổi thành bướm đêm hoặc bướm.
Tuy nhiên, bướm đêm sâu róm Bắc cực không trải qua chu trình đó. Ở các vùng lạnh hơn, nơi mùa hè thoảng qua, sâu bướm phải mất nhiều mùa để phát triển thành nhộng, ăn càng nhiều càng tốt trong tháng 6 và trước khi bước vào giai đoạn ngủ đông kéo dài tới gần hết năm. Tim của chúng ngưng đập, việc hô hấp tạm dừng và cơ thể sâu bướm tạo ra các chất chống đông tự nhiên giống như glycerol để bảo vệ các tế bào của chúng trước các tinh thể băng. Chúng thậm chí còn làm thoái hóa các ty thể của tế bào trogn khi ngủ đông.
Sâu bướm trải qua gần 90% cuộc đời của chúng trong trạng thái đóng băng và tỉnh thức để ăn gỗ cây liễu Bắc cực. Và nếu chúng thu thập đủ chất dinh dưỡng, sẽ tiếp tục trạng thái nhộng và sau đó là dạng bướm đêm trưởng thành. Và nếu cần thêm thức ăn nữa khi thời tiết ấm qua đi, sâu bướm sẽ quay trở lại trạng thái ngủ đông. Nhờ chiến lược kiên nhẫn này, bướm đêm sâu róm Bắc cực là loài sâu bướm sống thọ nhất, vòng đời kéo dài tới hàng năm trong khi hầu hết các loài bướm khác chỉ hoàn thành trong vòng vài tháng.
1. Gấu nước (Tardigrade)
Gấu nước là loài có khả năng chống lạnh giỏi nhất hành tinh.
Không có bất kỳ sinh vật nào có thể so sánh khả năng chống lạnh ấn tượng như tardigrade. Những vi sinh vật thường được gọi là gấu nước có thể sống sót hầu như trong mọi điều kiện, ở nhiệt độ cực cao hoặc cực thấp, tiếp xúc với lượng lớn bức xạ, sự khử nước và thậm chí là môi trường chân không.
Gấu nước có thể gần như sống sót ở nhiệt độ khi các nguyên tử vật chất ngưng chuyển động. Một cá thể của loài này, biệt danh Mike bền bỉ, đã chống chịu được nhiệt độ -273° C trong phòng thí nghiệm.
Gấu nước cũng được ghi nhận sống sót qua nhiệt độ cao tới 150° C, trên cả điểm sôi của nước. Không những vậy, chúng còn sống sót không bị tổn thương gì qua trạng thái khô quắt lại. Một nghiên cứu gần đây đã tái hồi sinh thành công các cá thể gấu nước bị đông lạnh năm 1983 và chúng vẫn có khả năng sinh trưởng tốt và sinh sản sau đó.