Vissen kunnen niet alleen overleven bij temperaturen onder het vriespunt, maar ook onder het vriespunt. Ze gebruiken natuurlijk antivries om het systeem te misleiden. Deze organismen zijn afhankelijk van glycoproteïnen (eiwitten die suikers binden) om te voorkomen dat lichaamsvloeistoffen in vast ijs veranderen. Dit is een biohacking-techniek die al eeuwenlang is geëvolueerd, en nu zijn onderzoekers aan het uitzoeken hoe we deze truc voor onszelf kunnen stelen.
Het mechanisme is verrassend elegant. Glycoproteïnen binden zich aan het oppervlak van de kleine ijskristalkernen. Ze breken het ijs niet. In plaats daarvan stoppen ze met groeien.
Zonder deze eiwitten zouden die microscopisch kleine kernen opzwellen tot gigantische, grillige kristallen. Grote kristallen zijn slecht nieuws. Ze doorboren en vernietigen lichaamscellen. Door de groei te beperken blijven de vissen in vloeibare toestand. Het weefsel is veilig.
Maar vissen zijn niet de enige meesters in thermische bescherming. Kijk naar het noorden door de bossen van Noord-Amerika en je zult houtkikkers vinden. Deze kleine amfibie doet waar veel mensen alleen maar van dromen. het kan vastvriezen en later wakker worden.
Dit proces begint in de late herfst. De lever van de kikker raakt in overdrive en produceert grote hoeveelheden glucose. Dit is niet alleen een metabolische gril. Het is een strategische overstroming.
Tegen het einde van de winter is de bloedsuikerspiegel van de kikker tot 250 keer hoger dan het normale zomerniveau. Deze suiker werkt als antivriesmiddel. Verlaagt het vriespunt van intracellulaire vloeistof. Het water buiten de cellen bevriest en verandert in ijsbrij en geconcentreerde siroop. Maar hoe zit het binnen? De cellen blijven intact.
Je kunt houtkikker zelfs invriezen. Plaats het in een vriezer. Het stopt met bewegen. Zijn hart stopt met kloppen. Biologisch dood in elke praktische zin van het woord.
Ontdooi het dan.
Het hart herstart. Het bloed begint te circuleren. De kikker springt weg alsof er niets is gebeurd. Dit is een vriesdroogomkering die optimaal gebruik maakt van de suikerchemie.
Wetenschappers bestuderen deze natuurlijke antivriesmiddelen al tientallen jaren. Deze interesse gaat verder dan louter een academische nieuwsgierigheid naar overleven. Het gaat om de toepassing.
Het primaire doelwit? Landbouw.
Stel je voor dat je het groeiseizoen van granen verlengt. Of het zou boeren in staat kunnen stellen fruit te verbouwen in gebieden die voorheen te koud waren voor levensvatbare gewassen. Het isoleren van de juiste eiwitten en suikers kan kwetsbare gewassen beschermen tegen onverwachte vorst.
De gevolgen beperken zich niet tot koudebestendige planten. Het heeft ook potentieel voor het bewaren van voedsel. Bij orgaantransplantatie. Alle ruimtes waar producten beschadigd kunnen raken door bevriezing.
De houtkikker trekt zich niets aan van onze problemen. Hij wil gewoon de winter overleven. Maar het op suiker gebaseerde schild kan ons helpen overleven. Of die efficiëntie op schaal kan worden gerepliceerd, blijft een grote vraag.
