Zwei Drittel des Körperwassers werden zu Eis, das Herz steht still, im Gehirn ist keine Aktivität mehr messbar: Der Waldfrosch friert ein und liegt dann monatelang steif unter der Laubstreu, biologisch kaum von einem toten Tier zu unterscheiden. In Alaska blieben freilebende Tiere im Schnitt 193 Tage am Stück gefroren, bei Temperaturen bis −18,1 °C – und alle 18 untersuchten Frösche überlebten. Wird es im Frühling wärmer, springt das Herz wieder an, und einen Tag später sitzt er quakend am Tümpel.
Der Waldfrosch friert ein – stimmt das wirklich?
Ja, und die Messwerte sind drastischer als die Geschichte. Der Amerikanische Waldfrosch (Lithobates sylvaticus, früher Rana sylvatica) übersteht, dass rund 65 bis 70 Prozent seines gesamten Körperwassers zu Eis gefrieren. Das Lebergewebe verliert dabei bis zu zwei Drittel seines Wassers an das Eis außerhalb der Zellen, die Muskulatur ein Drittel bis über die Hälfte.
Wie tief die Kälte gehen darf, hängt vom Wohnort ab. Tiere aus gemäßigten Breiten – etwa aus Ohio – kommen bis etwa −3 bis −6 °C. Frösche aus dem Inneren Alaskas überlebten im Labor dagegen −16 °C, also zehn bis dreizehn Grad unter der tödlichen Grenze ihrer südlichen Artgenossen.
Am eindrucksvollsten sind die Freilanddaten von Don Larson und Brian Barnes (University of Alaska Fairbanks, 2014): In ihren natürlichen Winterquartieren unter dem Laub lagen die Frösche im Mittel 193 Tage lang unter dem Gefrierpunkt – der längste Einzelwert waren 218 Tage. Die durchschnittliche Wintertemperatur im Versteck betrug −6,3 °C, das kälteste gemessene Tier steckte −18,1 °C weg. Überlebensrate: 100 Prozent.
Warum zerreißt das Eis seine Zellen nicht?
Entscheidend ist, wo das Eis wächst. Beim Waldfrosch bildet es sich ausschließlich zwischen den Zellen: in den Lymphsäcken, unter der Haut, in der Bauchhöhle. Das Zellinnere bleibt flüssig. Entstünden Kristalle in den Zellen selbst, würden sie Membranen zerschneiden – das wäre das Ende.
Damit es dazu nicht kommt, arbeitet der Körper mit zwei Frostschutzmitteln. Das erste legt er vorsorglich an: Ab dem Herbst reichert der Frosch Harnstoff im Gewebe an, der nicht nur den Gefrierpunkt senkt, sondern auch den Stoffwechsel herunterfährt. Das zweite wird im Notfall-Tempo produziert. Sobald das erste Eis die Haut berührt, funktioniert die Leber ihren Glykogenvorrat in Glukose um und schwemmt sie binnen Minuten in alle Organe. Der Zuckerspiegel steigt dabei auf ein Vielfaches des Normalwerts – in Alaska-Fröschen maßen die Forscher im Muskelgewebe die 13-fache Menge dessen, was Labortiere unter Standardbedingungen bilden.
Diese Zuckerflut bindet Wasser in den Zellen, senkt dort den Gefrierpunkt und stabilisiert die Membranen: Die Zellen schrumpfen, trocknen aber nicht aus. Dazu kommt ein dritter Baustein, den man erst spät fand – ein Frostschutz-Glykolipid, das in Muskeln und inneren Organen gefrorener Tiere steckt, nicht aber in der Haut.
Weil Herz und Kreislauf komplett stehen, wird nichts mehr transportiert. Jede Zelle muss monatelang allein mit ihren Reserven auskommen. Aufgetaut wird von außen nach innen: erst die Haut, dann setzt das Herz wieder ein, die Nervenzellen feuern, die Muskeln lösen sich. Bewegung kommt nach Stunden zurück, normales Verhalten nach etwa einem Tag.
Noch verrückter
Ein Winter ist selten ein einziger Frostblock. In der Laubstreu taut es bei Warmphasen an und friert wieder zu – ein Waldfrosch friert ein, taut auf und friert erneut, oft mehrfach pro Saison. Statt ihn zu schwächen, macht ihn das robuster: Mit jedem Zyklus steigt die Glukosekonzentration im Gewebe stufenweise an. Nach drei Runden erreichten Versuchstiere fast die Werte wild überwinternder Frösche. Der Frost ist für ihn also auch ein Training.
Die Strategie zahlt sich geografisch aus. Andere Frösche überwintern sicher am Grund von Teichen, wo es kaum unter null geht. Der Waldfrosch bleibt an Land, ein paar Zentimeter tief unter Blättern – und kommt genau deshalb weiter nach Norden als jede andere Froschart Nordamerikas: von Alaska über ganz Kanada bis in die Appalachen, bis über den nördlichen Polarkreis hinaus. Weil er direkt neben seinem Laichgewässer liegt, ist er im Frühjahr außerdem einer der Ersten, die rufen und ablaichen, während die Konkurrenz noch im Schlamm steckt.
Alleine ist er mit dem Trick übrigens nicht, nur besonders gut darin: Auch der Nordamerikanische Laubfrosch Dryophytes versicolor und einige Chorfrösche überstehen Frost, ebenso der Sibirische Winkelzahnmolch. In Mitteleuropa kann das keine heimische Amphibienart – unsere Grasfrösche und Erdkröten weichen dem Frost aus, statt ihn auszuhalten.
Und die Sache ist längst mehr als Naturkuriosität. Die Transplantationsmedizin steckt genau in dem Problem, das der Frosch jeden Winter löst: Ein Spenderorgan hält heute nur Stunden. Ein Team der University of Minnesota konnte 2023 Rattennieren bis zu 100 Tage glasartig eingefroren lagern, sie mit magnetischen Nanopartikeln gleichmäßig wieder aufwärmen (Nanowarming) und anschließend erfolgreich transplantieren – die Empfängertiere lebten allein mit dieser Niere weiter. 2025 zeigte dieselbe Forschungsrichtung, dass sich das Verfahren auf Volumina im Literbereich skalieren lässt, also in die Größenordnung menschlicher Organe. Der Waldfrosch friert ein und macht dabei seit Jahrmillionen vor, worauf die Medizin gerade erst zusteuert.
Quellen
- Larson & Barnes u. a.: „Wood frog adaptations to overwintering in Alaska: new limits to freezing tolerance“, Journal of Experimental Biology (2014)
- Costanzo u. a.: „Cryoprotectants and Extreme Freeze Tolerance in a Subarctic Population of the Wood Frog“, PLOS ONE / PMC
- Costanzo, Lee & Lortz: „Glucose concentration regulates freeze tolerance in the wood frog Rana sylvatica“, Journal of Experimental Biology
- do Amaral u. a.: „Cryoprotectant Production in Freeze-Tolerant Wood Frogs Is Augmented by Multiple Freeze-Thaw Cycles“ (2016)
- Sharma u. a.: „Vitrification and nanowarming enable long-term organ cryopreservation and life-sustaining kidney transplantation in a rat model“, Nature Communications (2023)
Häufige Fragen
Ist der Waldfrosch tot, wenn er eingefroren ist?
Nein, aber nah dran: Herzschlag, Atmung und messbare Hirnaktivität setzen komplett aus. Bei Tauwetter läuft alles wieder an, nach etwa einem Tag verhält sich das Tier wieder normal.
Wie viel vom Körper des Waldfroschs friert ein?
Rund 65 bis 70 Prozent des gesamten Körperwassers werden zu Eis. Es bildet sich nur zwischen den Zellen; das Zellinnere bleibt durch körpereigenen Zucker flüssig.
Wie kalt darf es werden und wie lange bleibt er gefroren?
Südliche Tiere halten etwa −3 bis −6 °C aus, Alaska-Frösche bis −16 °C im Labor und −18,1 °C im Freiland. Dort lagen sie im Schnitt 193 Tage am Stück gefroren, maximal 218 Tage.
Was schützt die Zellen vor Eiskristallen?
Zwei körpereigene Frostschutzmittel: ab Herbst eingelagerter Harnstoff und Glukose, die die Leber beim ersten Eiskontakt aus Glykogen freisetzt. Dazu kommt ein Frostschutz-Glykolipid in Muskeln und Organen.
Gibt es solche Frostfrösche auch in Deutschland?
Nein. Heimische Arten wie Grasfrosch und Erdkröte weichen dem Frost aus, statt ihn auszuhalten. Echte Frosttoleranz zeigen nordamerikanische Arten und der Sibirische Winkelzahnmolch.