如果人类没有衣服，他们只能生活在温暖的热带地区。现在的灵长类动物，大多数生活在回归线之间。大多数动物不喜欢寒冷。当冬天来临时，能飞能跑的东西会移到低纬度、温暖的地方。那些不能移动的人可以住在寒冷的地方，或者依靠厚厚的脂肪和皮毛睡在地下。
然而，有一些动物不遵守通常的规则。它们在极地“定居”，在寒冷中自由活动。即使温度降到零度以下，它们也不会打寒战。
科学家们知道，如果温度低于0℃，对任何动物来说都是一个严峻的挑战，水很容易在零度以下结冰，然后体积膨胀。如果动物细胞中自由流动的水结冰，冰晶膨胀会破坏细胞，导致动物死亡。因此，为了在零度以下生存，耐寒动物必须有特殊的技能来减少冰晶的伤害。科学家们希望解决这些抗寒动物的抗冻技术，这不仅有助于解决人体器官冷冻移植的损伤问题，而且可以延长人类的平均寿命。目前，一些身患绝症去世的的人生前会花重金把自己用液氮冻住，等将来医疗水平再提高的时候，看看是否能把他们“复活”。未来能否正常地活过来，谁也说不准，只能说科学家正在慢慢地研究。
自产防冻液的动物
科学家首先研究了最著名的抗寒动物木蛙。在阿拉斯加寒冷的北极地区，小木蛙即使气温降到-14℃，也能健康越冬。科学家发现，木蛙之所以能有如此神奇的抗寒能力，主要是因为体内产生了高浓度的“低温保护剂”。这种“冷冻保护剂”由尿素、葡萄糖和肝糖原组成，可以防止细胞在体内冻结。这和汽车防冻剂有点相似。当“低温保护剂”溶于水时，它与水分子紧密相连。水分子与这种物质相连，它们将不再相互作用而形成冰，因此体液不会在零度以下结冰。
许多无脊椎动物也有很强的抗寒性。从蟑螂到毛虫，许多节肢动物都能在0℃以下的严寒环境中忍受数天。这些动物除了有“防冻剂”外，还有一种叫做“防冻蛋白”的法宝，这种蛋白喜欢与冰晶相连，可以阻止冰晶进一步长大。在双重保护下，节肢动物体液的冰点通常低于-25℃。例如，阿拉斯加有一种树皮甲虫，根据个体差异，它们的体液在-50℃到-100℃的温度才会结冰。这些超级耐寒的甲虫含有大量的“抗冻蛋白”和甘油等“防冻剂”，即使在极寒的条件下也能最大限度地减少结冰。
防冻另有高招
在寒冷的南极，南极蠓（一种生活在南极半岛的无翅蚊子）可以忍受-20℃的低温，但它们不产生“防冻剂”或“抗冻蛋白”。他们的方法是排出体内的水分。大多数昆虫最多只能损失20%-30%的水分，但南极蠓在损失70%的水分后仍能存活。南极蠓在冰天雪地中时，由于其身体的高渗透性，体内的水分会向外界扩散，从而防止其脆弱的组织冻结。毕竟，没有水，就没有冰。当然，随着水分的流失，南极蠓的新陈代谢停止了，看起来它们已经死了。但如果你再加一点水，它很快就会“复活”。
然而，防止冰冻并不是动物抵御冰冻的唯一方法。木蛙等耐寒动物也采用另一种方法，即产生一种叫“冰核促进剂”的物质，这种物质与冰晶结构相似，就像种子一样，可以促进冰晶的形成，促进冰的生长。尽管这似乎有悖常理，但如果“冰核促进剂”能确保细胞间而非细胞内发生冻结，那么“细胞外冰晶”造成的损害就要小得多，因为锋利的冰晶不会破坏细胞内脆弱的结构。
“冰核促进剂”可以是任何物质，例如一个小颗粒的灰尘，甚至细菌。在耐寒动物身上，“冰核增强剂”应该是蛋白质或脂肪——科学家还没有在实验室分离出这些物质，因此无法确定它们的成分。然而，一旦木蛙和其他动物的身体开始冻结（甚至是相对安全的“细胞外冻结”），它们就必须关闭自己的生命系统，停止心跳和呼吸。因此，这些耐寒动物除了适应体内的冰冻外，还进化出了在缺氧条件下生存的能力。例如，在低温的情况下，新孵化的金龟会产生抗氧化剂和蛋白质。同样，脱水的南极蠓也会采用类似的机制来解决缺氧问题：南极蠓幼虫冷冻后抗氧化物含量会增加。
无法破解的秘密把戏
但一些哺乳动物还没有发现任何“抗冻技巧”，它们仍然还是很抗冻的。
在温血哺乳动物中，有一种耐寒专家北极地松鼠。它是已知的唯一能忍受零下温度的哺乳动物。冬眠期间，身体温度可长期保持在-3℃。然而，防冻脱水和分泌“冰核增强剂”等方法显然不是哺乳动物可以采用的策略，科学家也没有在北极松鼠身上检测到任何“防冻剂”成分。这种松鼠防冻剂的作用机理至今仍是个谜。
科学家推测，北极松鼠也可能通过防冻来提高它们的耐寒性。在冬眠前，北极地松鼠可能会产生一种被称为“掩蔽剂”的物质，来清除体内可能成为冰核的物质。由于北极松鼠缺乏冰核，无法触发冰晶的形成，因此北极松鼠体内的水不会自然冻结。
无论应对零下气温的策略是什么，这种生理上的噱头对身体造成的压力都是巨大的。大多数耐寒动物一年只能“玩”一次。例如，在春天，木蛙的抗寒性会急剧下降，最高可达-5℃。北极松鼠也有类似的现象——它们在冬天更耐寒。因此，动物的耐寒性显然与生物钟密不可分。可见，人类要发展人体器官冷冻技术，还需要更多的知识。