一只被霜冻住的毛蚊
抗冻动物中最令人惊讶的要算无脊椎动物了。从蟑螂到毛毛虫，许多节肢动物都能一次忍受数天的零下严寒。
这些物种中，有许多都会使用冷冻保护剂和抗冻蛋白质来保护自己的细胞。丹林格称，有些生物的体液冰点可低至零下25摄氏度（这一温度又称过冷却点），并且这并非一种罕见现象。
阿拉斯加有一种树皮甲虫（red flat bark beetle，拉丁名
Cucujus clavipes puniceus），它的体液冰点可低至零下50摄氏度。但不同甲虫之间的差别也很明显——有些甚至能低至零下100度。
这些超级耐冻的甲虫体内含有大量抗冻蛋白质，以及甘油之类的冷冻保护剂，这能让它们即使在极端严寒的条件下，也能将冰的形成降到最少。
但这些生物适应严寒的方法却无法解释北极地松鼠的抗寒能力。北极地松鼠不用冷冻保护剂来保护自己的细胞，血液中也检测不出任何抗冻物质成分。
“哺乳动物的血液中没有冷冻保护剂。”阿拉斯加大学费尔班克斯分校北极生物研究所的布莱恩·巴恩斯（Brian Barnes）说道。过去二十多年间，他一直在研究北极地松鼠的冬眠情况。这种松鼠的体内肯定含有其它物质。
南极蠓（Antarctic midge，拉丁名Belgica Antarctica）则采取了另一种策略来应对严寒。“南极蠓也不会产生冷冻保护剂或抗冻蛋白质，”丹林格说道，“它们的方法是将体内的水排出体外。”
他指出，大多数昆虫只能失去体内20%~30%的水，但南极蠓失去70%的水后仍能存活。通过让自己失水，南极蠓便可以忍受零下20度的低温。
在冷冻期间，它们的新陈代谢也会停止，看上去就像死亡了一样。“它失去了这么多水之后，看上去就像死了一样，”丹林格说道，“但如果你给它加了点水，它很快就会满‘水’复活。”
“南极蠓有冷冻脱水的能力，”日本大阪市立大学研究动物生理学的Shin Goto说道。他解释称，当南极蠓生活的地方开始结冰时，周围的冰便会从南极蠓渗透性很高的身体中吸收水分，防止它们脆弱的组织内部结冰。
脱水是防止结冰的一种有效手段。毕竟没有了水，也就不可能有冰。但哺乳动物失去了这么多水是不可能存活下来的。因此冷冻脱水仍然不能解释北极地松鼠的超级抗冻能力。
不过，预防并不是解决结冰问题的唯一方法。木蛙和其它耐冻动物还采取了另一种手段，即产生一种名叫冰核促进剂的物质（ice-nucleating agents），促进冰的生成。
虽然这看上去和我们的直觉相悖，但冰核能够确保冰在细胞之间、而不是细胞内部生成。这种“细胞外的冰”造成的伤害要小得多，因为尖利的冰晶可以远离细胞内部精细脆弱的细胞器。
任何物质都可以成为冰核：一小粒灰尘，甚至一个细菌细胞也可以。而在耐冻生物体内，冰核应该是蛋白质或者脂肪。不过科学家目前还没有在实验室中分离出这些天然的冰核。
“冰核是模仿成冰的分子。”巴恩斯说道。它们和冰晶有着类似的结构，就像种子一样，开始冰晶的形成过程。木蛙的血液中含有冰核蛋白质，昆虫、贝类、甚至植物体内也检测出了冰核。
一旦冷冻起来之后，木蛙和其它耐冻脊椎动物就不得不关闭自己的生命系统，停止心跳和呼吸。因此，除了适应体内结冰之外，这些耐冻动物还进化出了在缺氧条件下生存的能力。
在遇到低温时，刚孵化出的锦龟幼崽会产生一种抗氧化剂和蛋白质，与体内的铁结合，这也是生物在缺氧情况下的普遍应对措施。2015年的一项研究证实，脱水的南极蠓也会采取类似的防御机制来解决缺氧问题：南极蠓的幼虫在冷冻状态下，体内的抗氧化剂含量也会升高。
但就像冷冻脱水一样，冰核对地松鼠也不管用。虽然像南极蠓这样的无脊椎动物和木蛙这样的冷血动物能够忍受体内出现一定量的冰，但哺乳动物是不可能的。
