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南极的温度这么低,为什么企鹅的脚不会被冻伤?

  • 南极的温度这么低,为什么企鹅的脚不会被冻伤?
  • 2024-03-28 18:08:14
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简介企鹅的脚上是没有毛的,但是身体的毛却特别的多,所以身体是不怕冷的,反而还非常的暖和,那么这一部分的热量会在血液循环的过程中被带到脚上,导致脚也是温暖的,所以企鹅的脚是不怕冻的。不管温度多么的低,完全不...

企鹅的南极脚上是没有毛的,但是温度低的脚身体的毛却特别的多,所以身体是企鹅不怕冷的,反而还非常的不会被冻暖和,那么这一部分的南极热量会在血液循环的过程中被带到脚上,导致脚也是温度低的脚温暖的,所以企鹅的企鹅脚是不怕冻的。不管温度多么的不会被冻低,完全不会对企鹅的南极生活造成什么影响的, 它们就像一个小暖炉一样,温度低的脚暖和得不得了。企鹅

南极的温度这么低,为什么企鹅的脚不会被冻伤?

企鹅生长在南极,不会被冻从来是南极不怕冷的!也可以说,温度低的脚它们根本就不知道冷是企鹅什么概念!在它们的世界里,永远都是温暖的。企鹅身上长满了毛,这样的毛是一层一层的,铺在身上,特别的厚实,就像穿了厚厚的一件羽绒服一样,比羽绒服还要暖和呢。

企鹅的毛有两层,除了外层绒毛,还有内层呢。内层的绒毛也非常的暖和,细细的,紧紧的贴着身体,简直温暖无比。外层的绒毛还是防水的,水根本就不能进入企鹅的身体,全部都被阻挡在外了,所以不管身处的环境多么的恶劣,不管天气变化如何的大,对企鹅是造不成半点威胁的。

企鹅都是胖嘟嘟的,看着非常的可爱,它们全身都是脂肪,脂肪的热量也是非常高的,能维持身体的热度,让它们摆脱寒冷。这也是企鹅不怕冷的原因之一,更是企鹅的脚不怕冻的原因之一。企鹅真的是一种很特别的生物啊!全身毛茸茸的真可爱,走起路来一摇一摇的,真是惹人爱呢。我要是能像它一样,胖胖的,毛茸茸的,还不怕冷就好了。

不用穿鞋,不用穿袜子,就这样光着脚也能不畏惧冬天,不畏惧雨雪,真的好羡慕啊!如果是我们独自光着脚走在南极,那种酸爽,简直不敢想象啊!还是企鹅好啊,自己就是热源。

企鹅为什么不怕冻脚?

企鹅的脚内有一套系统,用来辅助血液循环,也有巧妙的血管分流结构,更有厚厚的角质层和大腿的脂肪与毛发。

企鹅通过两种机制来不让自己惧怕?冻脚?。第一种机制是在双脚上,通过改变动脉血管的直径,它的作用是为了给双脚供血,当直径变大,血液流量就变大,反之,则会减小。可以类比于人类,当将脚浸泡在冷水中,过一会儿,就会发现脚变得暖洋洋的,就是因为人类能使供血的血管直径变大,进而让脚变热,能一定程度上抵御寒冷。

此外,通过研究,会发现企鹅在它双脚的上层,存在着一套神奇的生物系统,名字叫?逆流热交换系统?。在生物学的原理上是这么解释的,专供脚部血液的动脉血管,会分成很多个小的动脉血管,并且也会挨着静脉小血管,两者相互作用,通过?逆流热交换系统?便能极大的进行循环利用,减少热量的损失,也由此能防止冻脚。

在生物化学上,也能找到方向进行解释,氧会与生物体内存在的血红蛋白进行结合,这才学科角度上,是一种极度强烈的放热反应。而在相对应的逆反应当中,也会吸收同等于结合时释放的热量。

但是因为生物体内环境的不同,吸收和释放之间会存在差值,具体用生物化学表示为DH,而企鹅的情况就会比较特殊,根据研究,这个数值会比人类小得多,意味着几乎不会出现热量损失。这样,就会让企鹅不那么容易冻脚。

因为DH值处于一个正合适的地步,那么,就会使得逆反应不容易进行,也就是氧无法从血红蛋白中脱离出来,那么就不需要吸收热量。

而且,鸟类因为生长环境的需要,在鸟类的脚趾基部,存在着巧妙的血液循环结构,而且企鹅的脚上还有足够应对寒冬的角质层,并且企鹅的下部有足够多的脂肪和相对应的毛发,不怕冷,也不怕冻脚。

南极的企鹅在冬季长时间踩在冰雪上,它们的脚为什么不会冻坏?几年前我曾听到收音机里讲,说科学家发现企鹅的脚内有一套独特的辅助血液循环系统,可以防止它们的脚被冻坏。此后我就再也没有看见过有关这方面的资料或解释。我也请教过一些研究企鹅的科学家,他们都未能给我一个满意的答复。 企鹅同其他生活在寒冷地区的鸟类一样,都已经适应了寒冷的气候,能够尽可能少地散失热量,保持自己身体主要部分温度在40℃左右。但是它们的脚却很难保暖,因为脚上既不长羽毛,也没有鲸脂一类脂肪的防护,而且还有相对来说很大的面积(寒带地区的哺乳动物也是如此,比如说北极熊)。 于是,企鹅通过两种机制来防止脚被冻坏。一种机制,是通过改变向双脚提供血液的动脉血管的直径来调节脚内的血液流量。当寒冷时,减少脚部的血液流量;当比较温暖时,增加血液流量。其实我们人类也有类似的机制,所以我们的手和脚在我们感到冷时会变得苍白;当觉得暖和时,则变得红润。这样一种调节机制极其复杂,由脑部的下丘脑控制,需要神经系统和各种激素的参与。 此外,企鹅在其双脚的上层还有一种“逆流热交换系统”。向脚提供温暖血液的动脉血管分叉为许多的小动脉血管,同时,在脚部变冷的血液又通过与这许多动脉小血管紧挨在一起的数目相同的静脉小血管流回。这样,动脉小血管内温暖血液的热量就传递给了与之紧贴的静脉小血管内的逆流冷血,结果,真正带到脚部的热量其实是很少的。 在冬季,企鹅脚部的温度仅保持在冰点温度以上1~2℃,这样就最大限度地减少了热量散失,同时也防止了脚被冻伤。鸭子和鹅的脚也有类似的结构,但是,若把它们圈在温暖的室内饲养,过几个星期再把它们放回冰天雪地里,那么它们双脚贴地的一面就会被冻坏。这是因为它们的生理活动已经适应了温暖的环境,通向脚部的血流实际上已经被切断,此时再回到寒冷环境,脚部的温度就会下降到冰点以下。 我无法对企鹅是否有辅助血液循环系统发表看法,不过,企鹅的脚不会冻坏之谜,是可以从生物化学的角度来加以部分说明的,而且很有意思。 氧与生物体内的血红蛋白结合,通常是一种强烈的放热反应。一个血红蛋白分子吸收和添加氧原子,要释放出大量的热量(DH)。在相反的逆反应中,当血红蛋白分子释放出氧原子时,通常会吸收同等数量的热量。然而,氧化反应和脱氧反应发生在生物体的不同部分,也就是说发生两种反应所在的分子环境不同(比如说酸度不同),整个过程的结果,则是热量的散失或增加。 这DH的实际数值,可以因物种的不同相差很大。具体到南极企鹅的情形,在包括脚在内的外围冷组织中,DH值要比人类小得多。这就带来两个好处。首先,在进行脱氧反应时,企鹅的血红蛋白所吸收的热量大为减少,于是,它的双脚就不容易冻坏。 第二个好处来自热力学定律。根据热力学定律,任何一种可逆反应,包括血红蛋白的氧化反应和脱氧反应,较低的温度有利于进行放热反应,而不利于反方向进行的吸热反应。因此,在低温下,对于大多数物种,都是吸收氧的反应进行得比较激烈,而不容易进行释放氧的反应。一个物种所具有的DH如果相对来说不高不低正合适,那么这就意味着,在冷组织中血红蛋白对氧的亲和力不会变高到使氧无法从血红蛋白脱离出来。 DH因物种而异还带来一个非常有意思的结果,在某些南极的鱼类中,即使是氧脱离出来,实际上也是在释放热量。金枪鱼就是一个极端例子。在氧从血红蛋白脱离出来时居然会释放出大量的热量,以至于可以使金枪鱼的体温保持在比环境温度高出17℃。原来,并非所有鱼类都是冷血动物! 在动物中也有相反的例子,必须要减少由于代谢过于旺盛释放的热量。那种具有迁徙特性的水鸡(又叫“秧鸡”),它的血红蛋白氧化时释放的DH比温驯的鸽子要高很多。因此,水鸡进行长距离飞行时,当血红蛋白分子释放出氧原子时会吸收大量热量,体温也不会太高。 最后要说的是,胎儿也需要以某种方式散失热量。胎儿与外界的唯一联系是母亲向其提供的血液。胎儿血红蛋白氧化时的DH值比母亲血红蛋白的DH值低,结果,氧脱离母亲血液时所吸收的热量就会多于氧与胎儿的血红蛋白结合时所释放的热量。于是,便有热量转移至母亲的血液。也就是说,从胎儿带走了一部分热量。