Como as rãs-picolé sobrevivem ao inverno?

A rã-da-floresta (Rana sylvatica) é uma espécie de anfíbio que vive no norte dos Estados Unidos e no Canadá e precisa suportar temperaturas congelantes durante parte do ano. Para tanto, ela é uma das poucas espécies de anfíbio que consegue sobreviver ao congelamento de partes do seu corpo -até 70% do volume de água corporal- graças a anticongelantes como a glicose e a ureia, cuja concentração aumenta em até cem vezes no coração da rã durante o congelamento, impedindo a formação de cristais de gelo no interior desse e demais órgãos e tecidos, o que poderia danificá-los.

Durante esse período de hibernação a rã-da-floresta, também conhecidas como rã-picolé, não possui batimentos cardíacos nem respiração, sendo capaz de permanecer nesse estado durante toda a estação do inverno como se estivesse morta.

Elas ficam rígidas, com formação de gelo em suas cavidades corporais, mas suas células permanecem protegidas contra danos pelas altas concentrações de açúcar, permitindo que retomem a função normal após o aquecimento.

Como exatamente as rãs-da-floresta sobrevivem ao congelamento? Antes de congelarem, seus fígados liberam grandes quantidades de glicose (açúcar) na corrente sanguínea, e acumulam urina (ureia), que atuam como um anticongelante biológico para impedir a formação de cristais de gelo dentro das células, o que as faria romper.

Tanto a ureia quanto a glicose atuam como crioprotetores para limitar a quantidade de gelo que se forma e reduzir a contração osmótica das células.

As rãs encontradas no sul do Canadá e no meio-oeste americano toleram temperaturas de congelamento de −3 a −6 °C. No entanto, as do interior do Alasca exibem uma tolerância ainda maior, com parte da água corporal congelando, mas ainda assim sobrevivendo.

O gelo se forma ao redor das células: a água sai das células e congela nos espaços entre os tecidos, protegendo os órgãos vitais dos danos causados pelo gelo.

Quando congeladas, as rãs-da-floresta não apresentam sinais vitais detectáveis: sem batimentos cardíacos, respiração, circulação sanguínea, movimento muscular ou atividade cerebral detectáve, mas elas não estão mortas, senão que com animação suspensa e são essencialmente preservadas. Elas permanecem congelados por 193 ± 11 dias consecutivos

Quando as temperaturas da primavera sobem, o gelo derrete e o coração delas volta a bater, geralmente em poucas horas, permitindo que voltem à atividade.

Essa adaptação é um tipo de vantagem ecológica que permite que prosperem em climas do norte e emerjam no início da primavera para se reproduzirem em charcos temporários.

O fenômeno da resistência ao frio é observado em outras espécies de anuros. A rã-arborícola-japonesa mostra uma tolerância ao frio ainda maior do que a rã-da-floresta, sobrevivendo em temperaturas tão baixas quanto −35 °C por até 120 dias.

Os cientistas estudam esse fenômeno para desenvolver métodos de preservação de órgãos e tecidos humanos para transplante, potencialmente prolongando sua viabilidade.