La Wolverine des grenouilles

Je parle bien de la grenouille des bois. Cette grenouille, qu’a-t-elle de spécial? Bien des choses, mais celle qui t’étonnera le plus, c’est qu’elle a une habileté presque aussi cool que le super-pouvoir de ton héros préféré! Ce n’est pas pour rien qu’elle porte ce masque foncé digne de Wolverine autour des yeux!

C’est quoi, cette habileté? C’est de revenir à la vie après avoir été congelée! Pas si loin de l’autoguérison de Wolverine, d’ailleurs, n’est-ce pas? Et si ça ne t’impressionne pas, laisse-moi t’expliquer ce phénomène quasi miraculeux un peu plus en détail.

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Iceberg, un formidable adversaire

Avant de s’attaquer à la grenouille de bois, il faut d’abord comprendre ce qui se passe quand un tissu vivant se fait congeler. Alors, que se passe-t-il quand Iceberg décide de te geler le bout des doigts?  

Tout d’abord, des cristaux de glace se forment dans l’espace entre les cellules, a.k.a. l’espace extracellulaire, car, oui, il y a du liquide entre les cellules. Le tissu subit alors de premiers dommages, notamment à la surface des cellules. Cela peut également engendrer des déchirures.

Ce n’est pas tout! En se formant dans le liquide extracellulaire, la glace cause aussi la déshydratation des cellules. Pourquoi? C’est un peu complexe, mais tiens bon! Pour former de la glace, des molécules d’eau s’arrangent en structure précise et régulière. Cependant, le liquide extracellulaire ne contient pas que de l’eau, mais également d’autres molécules, comme des ions de sodium, qui n’ont pas les mêmes propriétés ou la même structure que les molécules d’eau. Ces autres molécules parviennent donc plus facilement à rester dans le liquide (pas encore congelé), plutôt qu’à s’infiltrer dans la structure cristalline de la glace lorsqu’un tissu se congèle lentement.

Pour simplifier, tu peux t’imaginer que c’est un peu comme essayer d’insérer un triangle dans une mosaïque de carrés – pas efficace! Du coup, les molécules dans le liquide extracellulaire deviennent plus concentrées qu’à l’intérieur des cellules. Qu’est-ce que ça fait? La membrane cellulaire étant semi-perméable, l’eau sortira des cellules pour rétablir l’équilibre entre les concentrations à l’intérieur et à l’extérieur des cellules. (Si tu as suivi des cours de science au secondaire, tu reconnaîtras peut-être que c’est le phénomène de l’osmose.) C’est ainsi que les cellules se feront déshydrater! Et, je suis sûre que je n’ai pas besoin de te dire que la déshydratation cause toutes sortes d’autres dommages aux cellules! Notamment, elles subissent du dommage en perdant leur volume, tout comme un ballon qui se fait dégonfler. Enfin, elles finissent par geler.

Puis, lorsqu’un corps est congelé, il faut savoir que la circulation sanguine cesse. Les cellules manquent donc d’oxygène et de nutriments et risquent d’accumuler des déchets.

Alors qu’en est-il de la grenouille des bois? Comment fait-elle pour affronter ce formidable adversaire?

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Iceberg vs la grenouille des bois

En réalité, la grenouille des bois ne profite pas de pouvoirs d’autoguérison comme Wolverine, mais sa stratégie est plutôt de s’armer d’adaptations physiologiques extraordinaires pour éviter les dommages d’emblée. Ses alliés :

1. Les protéines de nucléation de la glace : ces protéines l’aident à contrôler où se forme la glace dans son corps et évitent donc que la glace se forme à des endroits trop délicats, comme les organes vitaux.

2. Les molécules cryoprotectrices, comme le glucose : dès qu’il commence à faire assez froid pour geler, elles se font libérer par le foie et emmagasiner dans les cellules de la grenouille pour combattre la congélation de ces dernières. Comment? Comme on l’a vu plus tôt, les molécules dissoutes dans l’eau s’insèrent difficilement dans la structure cristalline de la glace, mais elles font souvent plus que ça! Elles rendent sa formation plus difficile, donc abaissent le point de congélation du mélange, parce qu’elles sont dans le chemin quand les molécules d’eau pourraient se réunir. C’est d’ailleurs cela qui explique qu’on saupoudre du sel sur la glace pour la faire fondre : de l’eau salée gèle à une température inférieure à 0 ˚C. Et plus la concentration d’une solution est élevée, plus elle résiste à la congélation. Donc, le glucose empêche les cellules de se faire congeler, mais ce n’est pas sa seule fonction. Son autre fonction est d’empêcher que les cellules perdent leur volume dû à leur déshydratation : les cellules emmagasinent tellement de glucose qu’elles conservent un certain volume, même si elles perdent de l’eau.  

3. Le métabolisme : ce dernier doit plutôt être ralenti pour que ses cellules résistent au manque d’oxygène et de nutriments causé par la cessation de la circulation sanguine.

Ce ne sont que quelques-uns des alliés formidables qui l’aident à survivre avec au moins 70 % de son eau corporelle congelée et jusqu’à -6 ˚C. Mais, attends, -6 ˚C? Avec nos hivers au Québec qui atteignent souvent des températures bien plus froides, et une moyenne de plus ou moins -15 ˚C en janvier, comment fait-elle pour survivre, alors? Avant que la neige tombe, elle se cache sous les feuilles. Ainsi, elle reste à l’abri, et bien isolée du froid sous la neige épaisse, tout l’hiver, un peu comme les animaux subnivaux.

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L’ultime défi  

D’après moi (très subjectivement), le vrai miracle est qu’après avoir été glacée pendant 4 mois, elle soit capable de redémarrer son cœur! En effet, le printemps venu, son cœur repart 20 à 30 minutes après avoir été dégelé. Selon le Dr. Kenneth Storey, chercheur expert en la matière à l’Université Carleton, elle résiste même aux cycles de gel-dégel que l’on connait parfois en hiver! Incroyable exploit, n’est-ce pas? C’est crazy!

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Les autres grenouilles?

Malgré qu’elle soit hyper cool, la grenouille des bois n’est pas la seule avec cette habileté. Alors que les grenouilles aquatiques, comme la grenouille verte, la grenouille léopard et l’ouaouaron n’en sont pas capables (et passent plutôt leur hiver dans au fond de marais et d’étangs pour rester à des températures au-dessus du point de congélation), les rainettes faux-grillon et versicolore le seraient aussi!  

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Mais, malheureusement, comme tu le sais bien, nous, on ne l’est pas! Alors, la prochaine fois que sors dehors dans une tempête de neige, penses-y bien avant de de laisser tes gants chez toi! (:P)

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Par Émilie, communicatrice scientifique

Sources images : Pixabay, Dave Huth, Andy Reago & Chrissy McClarren