Banyak serangga darat menemukan suhu rendah yang cukup berkelanjutan untuk membekukan cairan tubuh mereka. Serangga telah menggunakan berbagai strategi untuk mengurangi risiko ini, termasuk penghindaran (melalui migrasi atau penggalian), penghilangan air yang dapat membeku (dehidrasi cryoprotective), dan modifikasi komposisi cairan tubuh untuk mencegah kristalisasi es. Namun, mungkin strategi toleransi dingin yang paling mengejutkan untuk serangga adalah toleransi beku, itulah sebabnya serangga mentolerir konversi hingga 82% air tubuh mereka menjadi es internal.
Agar tahan beku, serangga harus bertahan hidup dari lapisan es, mempertahankan fungsi (atau ketahanan) saat terkena dingin, dan mendapatkan kembali fungsinya setelah dicairkan. Penelitian toleransi beku umumnya berfokus pada efek es itu sendiri; namun, suhu rendah, tidak bergantung pada lapisan es, dan pencairan juga menimbulkan tantangan serius bagi integritas sel.
Serangga tahan beku mencegah atau memperbaiki kerusakan yang disebabkan oleh suhu rendah dan es, dan melestarikan (atau memulihkan setelah pencairan) proses seluler dan organik yang penting untuk kelangsungan hidup. Sebagian besar sitoprotektor diduga yang dapat berkontribusi pada strategi ini telah diidentifikasi dengan menghubungkan akumulasi molekul-molekul ini dengan perolehan toleransi terhadap pembekuan, umumnya melalui musim. Gliserol dan polialkohol lainnya adalah krioprotektan dengan berat molekul rendah terbaik yang terkait dengan toleransi terhadap pembekuan.
Serangga yang tahan beku harus menanggung tantangan yang terkait dengan pendinginan (suhu rendah), pembekuan (lapisan es internal), dan pencairan. Untuk melakukan ini, serangga tahan beku mengontrol kualitas dan kuantitas es, mencegah atau memperbaiki kerusakan sel dan makromolekul, mengelola proses biokimia saat dibekukan / dicairkan, dan memulihkan proses fisiologis setelah dicairkan. Banyak molekul yang dapat memfasilitasi toleransi terhadap pembekuan juga terakumulasi oleh serangga toleran dingin dan kering lainnya.
Jika perbaikan dan pemulihan membutuhkan energi yang mahal, maka serangga tahan beku menangani kebutuhan energi tersebut dengan memastikan pasokan energi yang memadai, dan mengurangi permintaan energi secara keseluruhan selama proses pencairan beku, dengan menekan metabolisme (misalnya, dalam diapause) dan meminimalkan kebutuhan untuk mengganti. / perbaiki sel dan makromolekul dengan melindunginya secara memadai selama pembekuan dan pencairan.
Mungkin ketika pembekuan menawarkan keuntungan fisiologis, toleransi terhadap pembekuan berkembang pada serangga yang telah beradaptasi dengan suhu rendah atau pengeringan, atau pada serangga yang dapat menahan sejumlah kecil pembentukan es internal. Meskipun toleransi pembekuan adalah strategi toleransi dingin yang kompleks yang telah berevolusi beberapa kali, mungkin pendekatan yang berfokus pada proses (dikombinasikan dengan teknik yang sesuai dan organisme caral) akan memfasilitasi penelitian berbasis hipotesis untuk lebih memahami bagaimana serangga bertahan hidup hingga lapisan es internal.