南極最低可達-100℃,企鵝的腳為什麼不會被凍傷?

南極大概是世界上平均溫度最低的地方,現在這個季節南極的部分區域仍是極晝,然而在南極的邊緣地帶溫度也還是在零下20℃左右。

儘管如此寒冷那裡卻生活著地球上最大的生物種群之一——企鵝。因為南極少有人出沒,企鵝也沒有遭受過人類的大範圍捕獵,所以它們見到人並不會害怕,甚至會因為好奇追著人跑,不過由於企鵝習性的關係,它們渾身的羽毛都很臭。

南極最低可達-100℃,企鵝的腳為什麼不會被凍傷?

有朋友說起企鵝,總覺得很奇怪,人大冬天光著腳走在雪上,不到半個小時就會凍的腳疼,而企鵝能生活在南極也就罷了,可為什麼它們不怕凍腳丫子?

今天本人試著從企鵝的分佈範圍、南極的氣溫分佈、企鵝的身體構造等方面為大家解釋為什麼企鵝不怕凍壞腳丫子。

南極最低可達-100℃,企鵝的腳為什麼不會被凍傷?

企鵝的分佈

提到企鵝大概很多人想到的都是南極,那裡的確生活著種群最大的企鵝,大多數種類的企鵝都在那裡分佈,但是全世界的企鵝共18個種類,並不全部在南極生存。

南極最低可達-100℃,企鵝的腳為什麼不會被凍傷?

企鵝分佈

非洲南部、南美南部、澳大利亞南部以及新西蘭也有企鵝分佈,由於這些地方的位置接近南極,在冬季的時候也相當寒冷,而且由於海洋寒流的作用,這些地區在夏季依然有較為冰涼的海水;甚至在處於熱帶的還有主要分佈在加拉帕戈斯群島的加拉帕戈斯企鵝,也是得益於海洋寒流的影響,而且這類企鵝已經適應了較為溫暖的環境,羽毛不像南極企鵝那樣濃密,如果把它們帶到南極,它們反而不能適應,在夏季溫度較高的時候多在水中活動。

南極最低可達-100℃,企鵝的腳為什麼不會被凍傷?

非洲企鵝

上圖就是世界範圍內企鵝的分佈圖,我們可以看到南極的企鵝也多分佈在海岸線上,畢竟南極是靠捕食海洋中的魚蝦生存,在這些地方,總共生活著大約1.2億隻企鵝,而南極毫無疑問企鵝最多,總數量也接近1億。

南極的氣溫

南極是全球陸地平均溫度最低的地方,不同於北極,南極是一個規模龐大的大陸,總面積約1400萬平方公里,由於陸地是比熱比水低的岩石構成,使得南極大陸難以保存熱量;且大多數的面積位於南極圈內的極高緯度地區,緯度高則終年無陽光直射氣候寒冷,由於地球的自轉和公轉的影響,大部分區域半年極晝半年極夜;再加上南極冰蓋能夠反射大量的陽光,這就造成了南極的極低氣溫。俄羅斯的科研團隊曾在接近極點的南極大陸中央區域測得-90℃以下的極端低溫。

南極最低可達-100℃,企鵝的腳為什麼不會被凍傷?

然而問題是南極大陸有廣泛的海岸線,在海岸線附近,由於海風的吹拂,可以給南極大陸帶來一定熱量,使得南極的氣溫也是有高有低,夏季在南極圈附近,最高溫度可以達到只有-10℃左右,人類能夠在那裡生存,所以很多南極科考站都建設在南極圈附近。只有少部分面積位於南極圈之外氣溫稍高,前不久科學家在南極圈外的西摩島測到了歷史最高的20多攝氏度的氣溫。

南極最低可達-100℃,企鵝的腳為什麼不會被凍傷?

企鵝的抗寒秘訣

結合這些圖我們可以發現,企鵝並不是那麼傻地生存在最為寒冷的南極大陸中央地,而是生活在更為溫暖的海岸線上,饒是如此最耐寒的企鵝依然能適應-60℃的低溫環境,但卻沒有生存於-100℃溫度環境中的企鵝,那樣的低溫中它們也會凍死,而寒冷是造成幼年企鵝成活率很低的原因。

南極最低可達-100℃,企鵝的腳為什麼不會被凍傷?

企鵝屬於一種不會飛的鳥類,所以不同於哺乳動物的毛髮,企鵝全身長著厚實的羽毛,在它們的尾巴底部分佈著特殊的腺體能夠分泌油脂,它們會把油脂塗抹在羽毛表面,使羽毛有很好的防水特性,能保證它們在出水後身上迅速變幹;而羽毛的表面也分佈著很多非常細小的微孔,類似於羽絨服,這些微孔可以儲存一些空氣,而空氣是最好的隔熱材料之一,能減緩企鵝身體熱量的損失;皮下聚集著肥厚的脂肪,而脂肪導熱性也差,再次加強了企鵝的抗寒能力。

南極最低可達-100℃,企鵝的腳為什麼不會被凍傷?

而他們的腿腳另有玄機。企鵝腿部中的動脈血管和靜脈並行,動脈血在流經腳底板後變冷,靜脈迴流的時候和動脈血發生熱傳遞,將腿部中的動脈血散失的熱量回收一部分,避免失熱過多,這也使企鵝的腳保持著較低的溫度,不會有幅度比較大的溫度變化,這使得它們的腳底板散熱較少,血管的劇烈變化較少;

而企鵝的血紅蛋白構造和人類也不一樣,血紅蛋白和氧氣的結合時是放熱的反應,而釋放氧氣的時候卻是吸熱的過程,而企鵝的血紅蛋白釋放氧氣時對熱量的吸收較少,而血液會流經腳底板參與組織的代謝活動,這也使得企鵝在較冷的環境中能夠較好地保證腳的溫度,避免過多地散熱而被凍傷。


分享到:


相關文章: