ВЫМЕРЗАНИЕ

ВЫМЕРЗАНИЕ. В своем распространении по земле живые организмы захватывают и такие области, где они в естественных условиях подвергаются охлаждению значительно ниже 0°. При этом все организмы растительные, а из животных—пойкило-термные (т. е. неспособные регулировать t° своего тела независимо от t° среды), подвергаются возможности замерзания. Процесс замерзания живых организмов тесно связан с явлением вымерзания воды из сложных растворов, образующих их массу, при чем В. воды сводится к ее кристаллизации из водных растворов в виде льда. Т. о., если оставить в стороне физиологическое действие охлаждения как условия, понижающего скорость всех биохим. и биофиз. реакций, протекающих в организме, то действие самого процесса В. слагается из двух факторов: с одной стороны, из отнятия воды от водных растворов, входящих в состав протоплазмы, что равносильно ее высушиванию, с другой стороны, к разрушению нормальных протоплазматических структур выпадающими в них кристаллами льда. Соответствуя по своему физ. значению процессу В. воды из всяких водных растворов, ее вымерзание из вещества живых организмов в значительной мере зависит от осмотической концентрации охлаждаемых растворов. Однако, в силу своеобразных структурных особенностей живых организмов, в частности в связи с влиянием капиллярных сил, действующих в клеточных и в тканевых щелях, процесс В. воды из жидкостей организма осложняется явлением их переохлаждения. Вследствие этого в некоторых случаях вымерзание наступает лишь после переохлаждения организма до t° значительно ниже 0° [соответственные цифры равны: для мышцы лягушки —0,9°; для насекомых—Vanessa (бабочка) —1,7°, Aporia (гусеница бабочки)— iO,5°;Pirola (растение) —32,1°].Зависимость наступления вымерзания от особенностей живого организма явствует, например, из того, что в живых листьях Pirola образование льда наступает лишь при —31,65° и даже при —32,1°, в то время как в убитых листьях этого растения лед выкристаллизовывается уже при —3,1° (и не ниже —3,5°). Самый мрмент В., т. е. кристаллизация воды из таких переохлажденных растворов, характеризуется так паз. «температурным скачком», т. е. подъемом t° почти до 0° (см. Анабиоз). Переохлаждение и связанное с ним В. сами по себе не являются еще причиной смерти организмов; так, например, мышца лягушки совершенно промерзает при —4,06°, но при этой t° процесс еще обратим; для окончательной же гибели мышцы требуется охлаждение до —4,1°. Причина гибели организмов при В. заключается в нарушении полупроницаемых свойств протоплазмы вследствие резкого отнятия воды и выпадения кристаллов льда, поскольку оба эти процесса нарушают нормальные соотношения составных веществ и основных структур клетки. Примером проницаемости клеток при В. является наблюдение, что, оттаивая, замерзшая свекла окрашивает воду вышедшим из ее клеток пигментом. В. как обратимый процесс широко распространено в органическом мире и является одним из существенных факторов в приспособлении организмов к окружающей среде (например, полярных растений к t° —40° и ниже). Поскольку В. связано с высушиванием протоплазмы, оно легко переносится всеми организмами, переносящими также и высыхание при обычной или при высокой t°. Так, например, споры грибков (Mucor) выдерживают В. при —110°, бактерии при —190° (t° жидкого воздуха), а нек-рые паукообразные (Macrobiotus) при —253° (t° жидкого водорода) и даже при —271,8° (t° жидкого гелия). После предварительного отнятия воды посредством простого высушивания последующее В. переносится организмами значительно легче, чем и объясняется исключительная сопротивляемость действию замерзания сухих семян, спор бактерий, яиц коловраток, тихоходов (Macrobiotus) и т. д. При осторожном и постепенном оттаивании вымерзшие организмы могут вернуться к состоянию активной жизни (см. Анабиоз). Явлением В. иногда выгодно пользоваться как методом для выделения и очистки разных нестойких веществ, как, например, ферментов, токсинов, витаминов и т. д. Преимущество этого способа состоит в том, что, благодаря ему, возможно избежать применения для указанной цели высоких t°, вредно отзывающихся на активности указанных.веществ. Лит.: Ефимов В. В., Вымерзание и переохлаждение простейших, «Архив Русского протистологи-ческого общества», т. I, 1922; Максимов Н., О вымерзании и холодостойкости растений, СПБ, 1913; PUtter A., AllgemeineLebensbedingungen (Handbuch d. normalen u. pathologischen Physiologie, hrsg. von A. Bethe, G. von Bergmann, G. Embden u. A. Ellinger, B.I, В., 1927); Bachmetjev P., Experimental entomologische Studien, B.I, Lpz., 1911; Lewis F., Osmotic properties of some plant cells at low temperatures, Annals of botany, v. XXXIV, 1920; Fischer H., Gefrieren u. Erfrieren, Beitruge zur Biologie d. Pflan-zen, B. X, 1910—11; Liesegang F., Deformation von Gallerten durch Gefrieren, Kolloid-Zeitschrift, Band X, 1912.                                           Г. Эпштейн.