企鵝抱團取暖時,最外層的難道不會被凍死嗎?

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世界上有各種各樣的動物,特別是那些看起來單純無害的動物,他們為了傳宗接代,生存下去,它們必然要和周圍的環境相適應,無論環境多麼惡劣,它們也會用自己的方式來讓自己去適應這種環境以此來達到生命的延續。

也正因為它們有極其奇特的自衛能力,才是它們在演化過程中延續至今,沒有滅絕,就像螞蟻如果他們遇到危險,特別是火災水災的情況下,它們抱團在一起,雖然外面的螞蟻很快會死亡,但是這樣就能保存大部分螞蟻的生命,再比如變色龍,它們身軀弱小,沒有強大的力量對抗敵人,所以它們可以變換自己膚色的顏色來達到和環境相適應,以此來延續自己的生命。

還有企鵝,企鵝是生活在非常寒冷的冰天雪地之中,在南極,每年都會有不少企鵝被凍死,南極長年受冰雪覆蓋,而企鵝又是這麼弱小的動物,它們又是怎麼抵抗寒冷呢?企鵝們自然有其獨特的取暖方式,沒錯就是抱團取暖的,但是我們也會想:

抱團取暖真的能讓所有企鵝都不受寒冷的傷害嗎?最外層的企鵝難道不會被凍死嗎?

大部分企鵝都生活在極其寒冷的地方,有人或許會認為它們會受不住寒冷而失去生命,其實不然,它們為了適應惡劣的環境,它們的身體也有著自己獨特的結構。企鵝是一類高度適應寒冷氣候的鳥,其羽毛密度比其他同一體型的鳥類大了三到四倍,其作用主要就是是為了調節它們體溫來抵抗寒冷,當然經過了數千萬年暴風雪的磨鍊,全身的羽毛也已經演化成重疊、密接的鱗片狀,這種特殊的羽衣,不但讓海水難以浸透,就是在氣溫零下近百攝氏度,也難以攻破它保溫的防線。

抱團取暖的行為最典型的例子就是帝企鵝,因為其他企鵝很少。

而企鵝們抱團取暖,其實它們的身體也是在移動的,不是一動不動的,只是步伐特別小,可能一小時也挪動不了幾十釐米,一般難以觀察到,它們抱團取暖的時候,會慢慢移動讓外面的企鵝移動到裡面來交換位置。正是因為它們抱團取暖,熱量才不會那麼容易流失,流失有時候裡面的企鵝也會受不了裡面的溫度,而自主的移動到外面去,而且它們的羽毛也能抵抗住寒冷。

企鵝的智商也是很高的,當企鵝到了繁殖的季節,在抱團的時候它們會優先把幼小的企鵝留在中心區域,以阻止幼崽被其他動物捕食。


星球上的科學


企鵝抱團取暖的時候,外層當然不會凍死,要是真是這樣的話,那麼這個世界就不會有企鵝這種物種了。仔細的人可能會發現企鵝抱團取暖的時候,其實整個企鵝群是有緩慢移動的,那麼這就是最外層的企鵝不會凍死的主要原因。

企鵝在抱團取暖的時候,其實每個企鵝都在緩慢的移動,不過這種移動不是非常明顯,可能很多人都沒有注意到。在這個挪動的過程中,裡面的企鵝就會慢慢的挪動到外面,最外層的企鵝也會慢慢的挪動到裡面。在企鵝抱團取暖的時候,由於熱量沒有那麼容易散出去,所以熱量積累會逐漸升溫,裡面的企鵝忍受不了這個溫度自然也會慢慢的往外挪,就這樣外面的企鵝也慢慢的往裡面挪,所以企鵝才不會凍死。

企鵝的這種抱團取暖方式很特別,它們在抱團取暖的時候也會很自覺的往外移動,所以外層的企鵝並不會因為長期站在最外層而凍死。


科學日記


不僅不會,反而有的企鵝會因為太熱而暈倒,抱團取暖一般是指帝企鵝,由於帝企鵝常年生活在南極大陸,所以為了在極度嚴寒的環境當中活下去,帝企鵝經常成群的聚集在一起。

那麼據相關的數據顯示,在-25℃的無風環境當中,帝企鵝有80%的幾率會聚集在一起,而一旦起風了或者風速較快,帝企鵝就有98%的幾率會聚集在一起。

那麼問題來了,有沒有可能哪隻帝企鵝偷偷跑到最中間呢,畢竟待著最裡面肯定最暖和,答案是有,但待著最裡面的都是帝企鵝的幼崽。

由於這些幼崽的抵抗能力最弱,所以每當帝企鵝抱團在一起的時候,幼崽都是被圍在最中間的,那麼除了帝企鵝的幼崽之外,基本上不會有那隻帝企鵝刻意的躲在最裡面,因為最裡面的溫度實在太高了。

一般來說當幾百只,甚至幾千只帝企鵝聚集在一起的時候,其中心的溫度能到到三十多度以上,如此之高的溫度會讓企鵝不停的更換位置,於是自發的內外交換就這麼產生了。

但這種內外的交換有時候太慢了,導致裡面的企鵝無法及時的散熱,於是企鵝群就會選擇一鬨而散,另外有些被擠在中間企鵝由於是在太熱,它們經常會熱的趴下來吃雪,所以只要帝企鵝抱團在一塊,怎麼散熱才是它們最大的問題.........


種植恆星


1.探秘帝企鵝的主要死亡原因

帝企鵝最主要的死因在於它還是個蛋的時候!

圖1.帝企鵝生命的第一道坎——出生

似乎為了證明自己強大的血統,帝企鵝的交配和育兒期是在南極的冬天(全球最冷地帶的最冷時刻)。

(真實原因是為了小企鵝褪毛後,雄性企鵝,也就是奶爸能更快補充能量,保護種族的存活率。因為雌性企鵝回來後,雄性企鵝趕往海邊是最容易快速捕到足量魚的)

雌性企鵝懷孕生蛋後,會將蛋傳遞給雄性企鵝,因為沒有手,蛋會先滾落到冰冷至極的地面,然後雄性企鵝笨拙地用雙蹼夾起來,如果這個時長超過20秒,企鵝蛋內的小生命就會死亡。

根據科學家的統計,這死亡20秒的蛋存活率不足50%。記住這個比例,後面還要繼續下降!

圖2.雄性帝企鵝撿蛋的驚魂20秒——和死亡賽跑

許多蛋已經明顯凍壞的父親,以及同性戀帝企鵝(有一定比例),會選擇把“死蛋”/石頭夾起來孵化,做一個美好的夢,欺騙自己。

圖3.兩隻雄性同性戀帝企鵝伴侶——搶孩子或者孵“石頭”的宿命。

更可怕的是,有些父親還會去搶別人家已經穩穩當當在父親雙蹼裡孵化的企鵝蛋。這樣的搶奪,會讓更多小企鵝還沒出生就死亡。

從蛋到企鵝的過程,存活率在35%左右。

2.帝企鵝不怕寒冷的秘密武器

a.脂肪

肥碩的身軀,是企鵝家族中個體最大的物種,一般身高在90釐米以上,最大可達到120釐米,體重可達50千克。這是抵禦寒冷的第一個妙招。

它們接近體表的脂肪層達到3-5釐米,脂肪越厚/體格越碩大,越容易活下去。

b.雙層毛

帝企鵝的羽毛分為內外兩層,外層是細長的管狀結構,內層是纖細的絨毛。所以它們能量流失非常少。

c.抱團

這是題主問到的,大寒潮來臨的時候,帝企鵝抱團,其外層的帝企鵝會凍死嗎?

圖4.帝企鵝遭遇寒潮時的抱團取暖策略

答案是幾乎不會!

因為有了前面的a/b兩點,帝企鵝禦寒能力很強。其次,它們抱團不會站著不動,而是你蹭蹭我,我蹭蹭你,外層向裡走,裡層往外走的。這樣輪流下來就好多了。

但,每次寒潮來臨的時候,還是會死很多生命。

原因在於——帝企鵝爸爸可能會把小企鵝或者企鵝蛋弄掉到地上,這時候它們本能去撿,慌亂裡會出現踩踏。很可能父子雙亡。

此外——可怕的不是低溫,是高溫。帝企鵝保暖能力過強,抱團取暖的時候,中心內部的溫度甚至能達到40攝氏度以上,不耐熱的可能沒來得及出外層,就被熱到中暑而昏厥,甚至死亡。

3.這麼冷的天,帝企鵝寶寶怎麼孵化的?

帝企鵝的第三個神招——

育兒袋。

圖5.帝企鵝的育兒袋

帝企鵝的育兒袋佈滿血管,會讓蛋或者小企鵝,在環境溫度零下40攝氏度的情況下,體驗到36攝氏度的恆定溫度。

綜上,帝企鵝想要長大,面臨的困難太多了,但抱團取暖外側凍死,不在其中之一。

引用資料:

《南極帝企鵝遭遇繁殖危機》,南極科學,Philip N. Trathan。

圖片部分來自網絡。


不入流的大劉


其實是不會的。

有看過《人與自然》紀錄片的朋友應該有見到這樣一群畫面,上百萬的企鵝在南極的寒風中擠成一團,以孵化企鵝蛋。這些擠在一起的企鵝大概30到60秒變換一次隊形,以保證每個企鵝都能有機會在整個抱團溫暖的中心。企鵝們抱團取暖的秘訣在於,保持正確的隊形,如果企鵝們站得太鬆,就不足以保持足夠的熱量。但是如果他們擠得過緊,則不能有效變換隊形,邊緣的企鵝可能得不到足夠的熱量。那麼為什麼它們會抱團取暖呢?

那是因為企鵝生活在南極,南極氣候條件極其惡劣,由於海拔高,空氣稀薄,再加上冰雪表面對太陽輻射的反射等,使得南極大陸成為世界上最為寒冷的地區,其平均氣溫比北極要低20℃,年平均溫度在零下20度,甚至能達到零下50度。儘管企鵝已經習慣了低溫生活,但是它們也有承受的極限。當然,有些脂肪厚的企鵝,它根本就不怎麼冷,有時候在企鵝堆的裡層,裡面的溫度甚至可以達到30多攝氏度,那對於這些企鵝來說可不好受,熱的恨不得吃幾口雪來降降溫。



而且數據顯示,企鵝們每一分鐘大約移動10到20釐米腳步,這樣可以保持整個隊形的鬆緊適中,變換隊形也使得企鵝輪換出現在抱團最溫暖的中心,企鵝們從一頭進入,到達中心,再從另一頭出去。這種緩慢的行進還讓許多企鵝的小群體能夠組成一個大的抱團。

所以說它們其實是輪流交替,非常井然有序。


超弦


答:企鵝是群居動物,而且群體意識很強,在非常寒冷的時候,企鵝們會挨在一起相互取暖,並以一定的小碎步移動位置,使得每一隻企鵝,都能來到中間躲避嚴寒。


這個問題提得有意思,如果最外層的企鵝因為寒冷被凍死,然後企鵝一層接一層倒下,估計企鵝早就滅絕了,實際情況並不是這樣的。

在南極寒冷的時候,企鵝會聚在一起取暖,隨著溫度的降低,聚集的企鵝也越來越多,捱得也越來越緊,之所以最外層的企鵝不會被凍死,原因有這麼幾點:

(1)企鵝皮膚下有厚厚的脂肪,最長能100多天不進食,還能抵禦南極的寒風,最外層的企鵝在極寒下也能堅持一段時間,實在堅持不住後,就會使勁往裡鑽,把其他企鵝換到外面;

(2)企鵝群會保持一定的小碎步,整體緩慢地移動,移動速度大約一分鐘十幾釐米,這種移動能交替改變外層企鵝的位置,從而使得每隻企鵝都有機會來到中間躲避嚴寒;

(3)由於熱量的積累,中間能達到30℃以上,這會讓中間的企鵝感覺太熱,於是中間的企鵝經常伸出頭來散熱,或者移動來給自己降溫,使得企鵝群逐漸散開,外層企鵝也就有機會擠進來;

正是以這樣的合作方式,企鵝群才得以在極寒的南極生存。


小企鵝會緊緊依偎在父母的腹部下方和雙腳之上(雄帝企鵝有一塊佈滿血管的的育兒袋),不過企鵝群在移動時,對小企鵝來說是非常危險的,一旦企鵝媽媽摔倒或者和小企鵝走散,就有可能壓死小企鵝。


意外還是有的,比如下圖,就是BBC紀錄片拍攝到的,企鵝媽媽不慎和小企鵝走丟,最後小企鵝被凍死的情景。


企鵝媽媽望著死去的小企鵝,久久不肯離去,而同伴在一旁安慰它。


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艾伯史密斯


你覺著是企鵝的腳在地下生根了,還是地上的雪把企鵝的凍住了,都是活生生的動物,最外圈的怎麼可能會凍死,那豈不是全體抱團企鵝都要團滅,從外到裡,一層一圈的慢慢的都凍死?

很顯然,這是不可能的,那麼一大群抱團的企鵝到底是如何度過嚴寒的呢?

首先來看企鵝的基本裝備——它身體裡的那層脂肪以及防寒的羽毛。這兩樣裝備就是為了寒冷而準備的,保溫效果自然不用多言,也就說對於一般的寒冷天氣,抱團取暖是基本不會出現的。

不過一旦遇到嚴寒天氣,個體的力量是有限的,那麼三五成群的企鵝就會達成共識,大家相互擠擠,有暖大家一起享。

而一旦抱團,那麼自然就會有一圈企鵝要留在最外層,相比於內部成員來說,這圈企鵝享受的熱量就比較少,時間久了自然還是會感到冷,那麼該怎麼辦呢?

很簡單,移動位置換到裡面不就結了嗎?沒錯,實際情況就是這樣,抱團的企鵝群並非一直處於靜止狀態,其實它們一直都處於緩慢移動的狀態,內部成員和外部成員都是相互輪流的,雖然你外部冷,但我內部也熱啊,出來透口氣也是需要的,所以二者一拍即合,大家都輪流一下就行了。

所以這個問題實際上很簡單,因為企鵝是活的,它們之間也會相互輪換位置,因此不會出現外層企鵝全被凍死的現象。

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賽先生科普


企鵝是南極一種非常常見的動物,在南極大陸共有大約10萬隻帝企鵝,它們可以抵抗零下三十多度的嚴寒天氣。有的時候帝企鵝也會被凍的直打哆嗦,這個時候它們就會抱團取暖,裡三層外三層,那麼最外面的會被凍死嗎?



企鵝身體裡有很厚的脂肪,外加表面覆蓋一層緻密的羽毛,使得企鵝就像一個大的”羽絨保溫箱”,熱量可以很好地被維持住,一般不會凍壞。但是當氣溫長時間很低,或者企鵝的食物沒有跟上,那麼它們就需要抱團取暖了。一般在最裡面的是企鵝的幼崽,外面是雌性企鵝和年齡較大的企鵝,最外面的雄性企鵝。



由於每個企鵝個體維持體溫的能力較強,因此,抱團的內部溫度是非常高的,甚至可以達到40度。所以,當內側溫度升到很高時,企鵝抱團的緊湊型就會降低,空間被拉大,也就是散開一定距離,待溫度降下來後再次進行聚集。

而企鵝再次聚集的過程中,外圍的雄性企鵝的位置也會相應調整,最外側的可能移動到稍微靠裡的位置,聚集之後也就被包圍了,空間溫度升高,然後散開,再聚集,如此反覆,也就不存在始終在外層的企鵝了,因此不會出現最外層被凍死的情形,大家放心吧,企鵝也不傻,有這麼好的條件不會不利用的。


優美生態環境保衛者


話說企鵝也不是那麼笨吧,難道就一直那幾個企鵝在最外層?

為什麼企鵝要報團取暖?

企鵝的報團取暖典型代表就是帝企鵝,它們有著緻密的羽毛層,肥厚的脂肪,更不用說大企鵝更抗寒。按理來說帝企鵝應該不怕冷呀?

你把事情想的有點簡單,要知道種族繁衍是第一等大事,尤其是為了縮短幼雛成熟的時間它們的蛋非常大,這很透支雌企鵝體內的營養儲備,在雌企鵝去捕食的食物,雄企鵝就要不吃不喝的孵化,小企鵝出生後還要用分泌物來哺育後代,所以你可以想象到消耗有多麼大。


在面臨著如何保證卵所需的足夠孵化溫度;如何保障剛出生的幼雛不被凍死;如何儘量減少自己的脂肪消耗,來扛過更久的時間這三個問題,企鵝選擇了扎堆。。。

扎堆的好處

要知道在風速大,溫度低的情況下企鵝幾乎必然會扎堆,而且根本不存在往裡面擠的現象,因為最中心都是幼雛,為了保護稚嫩的幼雛,在它們孵化出來之後,它們在扎堆的時候,總是聚集在堆的中間。


其次並不是說在最外面的企鵝一直在外面,研究發現,每隔半分鐘一分鐘左右,整個堆就會動盪一下,外面的企鵝會換到裡面去。並不是說只是外面的企鵝太冷,另一個原因就是裡面太熱,研究認為,一個幾千只企鵝的大堆,內部的溫度甚至能達到三十多攝氏度,對於企鵝來說,這個溫度太高了。

總之,企鵝扎堆是動物們為了生存而體現出的高協作行為,這是為了整個種族的繁衍。


科學認識論


這個問題,可以從熱傳導的角度來考慮。企鵝自身會產生熱量,企鵝的羽毛會保護熱量儘量不流失。單個企鵝時,外層羽毛在保護著企鵝的熱量。而企鵝抱團時,外層企鵝的背部在流失熱量,其餘部分幾乎不流失熱量。所以,抱團取暖的原理就在於減小熱量流失的面積。

1、單體企鵝的熱量流失分析

單個企鵝,分為企鵝身體和羽毛兩部分。企鵝的身體部分會自發的產生熱量,這部分熱量由企鵝所吃的食物轉化而來。企鵝的羽毛則不會自發熱,主要起到隔熱的作用,以儘可能地保留熱量。企鵝身體部分是高溫區,而外部環境是低溫區。羽毛位於高低溫之間,此時隔熱的功效取決於羽毛的傳熱係數。羽毛的內層與身體接觸是高溫,羽毛的外層與空氣接觸時低溫。

所以,沒有羽毛的企鵝會由於熱量流失過快而冷死。實際上羽毛的傳熱係數都比較低,即不太容易傳熱,這樣有利於熱量的保護。我們人類冬季愛穿羽絨服就是因為羽絨服的傳熱係數低,能夠儘量低保留熱量。

2、抱團企鵝內外層的熱量流失分析

正常情況下,企鵝與外界空姐接觸的表面,都存在熱量的流失。抱團取暖後,內部的企鵝四周都被圍住,只剩上下的頭部和腳部與外界環境直接接觸,大大減小了散熱的表面積,更加利於熱量的保留。

對於外層企鵝來講,除了背部依然直接與外界環境接觸外,其他部分都與企鵝接觸,同樣也減小了散熱的面積。企鵝之間的所有接觸,都可以進行熱量的傳遞,這樣子內層的高溫也可以傳遞到外層的企鵝身上,獲得額外的熱量來源。


3、總結

抱團取暖後的外層企鵝,大大減小了與外界環境直接接觸的表面積,也就是降低了散熱面積,減小了熱量的流失。此外,還可以獲得內層企鵝傳遞過來的額外的熱量,獲得的熱量多餘流失的熱量。所以外層企鵝並不會被凍死。


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