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其实企鹅脚也冷!!!

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审核专家:冉浩

知名科普作家

当你脱掉了鞋子和袜子,赤脚站在冰面上,你能坚持几分钟呢?你我皆凡人,想必是吹牛10分钟,上场1分钟就败下阵来——这可能还是在温暖的室内得到的成绩——但如果你是一只来自南极的企鹅,别说室内,就算极度严寒的南极,在零下59.4摄氏度的冰面上坚持站上2个月也不成问题。

所以问题来了,为什么企鹅既不怕冷,也不怕冻脚呢?

来源 | Pexels

企鹅为什么不怕冻?

先来说说企鹅为什么不怕冻。其实和人类一样,企鹅也是温血动物,也需要靠自身能量的消耗产热,之所以不怕冻,当然是因为它们穿上了厚厚的“企鹅牌羽绒服”啊!

企鹅的羽毛 来源 | Unsplash

企鹅的保暖装备,可要比市面上卖的羽绒服保暖效果好得多了,别看它看似只有薄薄的一层羽毛,实际上它可是有着4层“保暖材料”呢!

我们从外向内依次来介绍,首先,最外层是一件黑白拼接的“羽毛夹克”。企鹅油性羽毛的排列十分紧密,呈重叠、密集的鳞片状,大约每平方英寸都覆盖了超过70根羽毛,由于这种羽毛是油性的,天然具有绝佳的防水性,因此当企鹅在零下的冰水中“冬泳”时,海水难以浸透,因而不会攻破它的保温防线。企鹅黑白相间的配色也很讲究,我们知道光线照在物体上,一部分会被吸收,另一部分会被反射。颜色越深吸收的可见光就越多,因此黑色的部分有助于在出太阳的时候吸收光线,从而将光线转化为热量。

第二层保暖材料应该绝大多数人想不到,那就是空气!在羽毛和皮肤之间,有一层“空气衣”,这可不是皇帝的新装,空气实则起到的是绝缘隔热的作用,使得体内产生的热气不容易散失。

第三层才是“真皮保暖衣”,也就是皮肤。最后一层则是企鹅的皮下脂肪层,厚达2-3公分,这可是它们最暖和的“棉衣”!

来源 | 搜狐网

企鹅为什么脚不怕冷?

接下来,我们来讲讲企鹅为什么不怕冻脚。看过企鹅的朋友们都知道,虽然穿着厚厚的“羽绒服”,但它们的双脚却也和我们人类一样,是裸露在外一点毛也没有的。所以实际上它们的脚也很冷,只有1-3℃,但这个温度却不会影响企鹅的行动。

人之所以不能够在冰面上长时间站立,与我们皮肤耐寒性较差有关。当人的脚长时间处于低温或者潮湿的环境,体表的血管就会发生痉挛,使得血液流量减少。因此就算你强行在冰面上站上了几个小时,你的脚也会由于组织的缺血缺氧而受到损伤,甚至静脉淤血,最后出现肿胀、瘙痒、红斑、溃烂等冻伤的症状。

来源 | pixabay

而企鹅就不一样了,企鹅的脚主要由肌腱、趾骨和一层厚厚的皮肤构成,控制运动的肌肉主要位于腿上,隐藏在厚厚的脂肪和羽毛之中,在脚掌皮肤下面也长有厚厚的脂肪保护层……但这些都并非企鹅脚抗冻的真正秘诀,企鹅真正不怕冻脚的原因在于它们拥有一套特殊的血液循环系统——逆流热交换系统

来源 | 维基百科

人和企鹅一样,血管分为动脉(红色表示)和静脉(蓝色表示),在寒冷环境中,动脉血从身体核心流向四肢,其温度较高;静脉血则将血液从较冰的四肢送回身体核心,通常温度较低。

对于人而言,因为肢体本身也会产生热量,人体血液的温度随着远离心脏温度下降的并不快,在一定程度上减缓了血液温度的下降。但是,在天寒地冻的南极,如果脚部和地面的温差过大,很容易与寒冷的地面产生快速的热交换,从而使得身体内的热量迅速丧失,所以为了使得动脉血在流向脚部时先把温度降下来,企鹅便进化出了逆热流交换式的血管排列。

来源 | 知乎

这套系统的特别之处在于,向足部供血的动脉血管和返回心脏的静脉血管纠缠在一起,使得温暖的动脉血管能够及时地将热量传递给较冷的静脉血管,静脉血温度则快速上升;同样静脉血管也相当于一个“制冷剂”,及时使动脉血的温度快速下降,这样传递到企鹅足部的动脉血管与地面温差减小,也就降低了与寒冷冰面热交换带来的热量损失,使得他们能够保持足够的温度,不至于脚被冻坏。

而当天气极度寒冷的时候,企鹅还会通过翘起脚尖,用脚跟站立的方式来减少与地面的接触面积,从而减少热量的损失。

脚跟走路的企鹅 来源 | 网络

所以,如果没有像企鹅一样天赋异禀,练成了“美丽冻人”的绝招,在寒冷的地区还是要好好注意保暖工作哦!

评论
科普科普知识的摇篮!
太师级
企鹅脚并不是不怕冷,而它抗冻的真正秘诀,企鹅真正不怕冻脚的原因在于它们拥有一套特殊的血液循环系统一一逆流热交换系统。
2022-11-26
坦 荡 荡
少师级
企鹅的保暖装备,可要比市面上卖的羽绒服保暖效果好得多了,别看它看似只有薄薄的一层羽毛,实际上它可是有着4层“保暖材料”呢!
2022-11-26
中国科普员陈道江
少傅级
先来说说企鹅为什么不怕冻。其实和人类一样,企鹅也是温血动物,也需要靠自身能量的消耗产热,之所以不怕冻,当然是因为它们穿上了厚厚的“企鹅牌羽绒服”啊!
2022-11-26