企鵝為什麼生活在南極不會被凍死

來源:時代範 2.12W

企鵝為什麼生活在南極不會被凍死,企鵝是南極洲最為常見的一種動物,作為生存在地球最南端而且是最冷區域的動物之一,下面讓我們來看看企鵝為什麼生活在南極不會被凍死。

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南極到底有多冷?

從温度上來看,南極洲全域的年平均温度為-25攝氏度,而在中心區域年平均温度更低,達到-56攝氏度,在南極靠近極點區域,1967年科學家曾測得最低温度-94.5攝氏度,理所當然地成為了地球上的“冷極”。而同樣處在地軸兩端之一的北極,平均温度遠比不上南極這麼低,北極的常年平均氣温只有-20攝氏度左右。

之所以南極這麼冷,最主要的原因就是其表面被巨量、深厚的冰雪所覆蓋,而白色的冰雪對太陽輻射的反射效率非常高,而且冰作為一種固態物質,其相對於海水來説,比熱容小很多,不易存儲太陽輻射能量。另外,南極大陸常年存在極地高壓,與周圍海洋區域大氣層容易產生強烈的氣壓差,從而形成猛烈的空氣流動,再加上南極大陸表面為冰層覆蓋,比較光滑,空氣流動時受到的摩擦阻力很小,因此風力非常大,平均風力可達18米每秒,成為世界的“風極”。在上述兩種因素的共同作用下,千萬了南極的平均温度要比地球其它區域低得多這種狀態。

企鵝為什麼看不去不怕冷?

在3億年前,企鵝的祖先-一種會飛的鳥類,還生活在岡瓦那大陸上,這塊大陸由現在的非洲、南美洲、印巴次大陸、澳洲和南極洲的主體構成,當時所處的區域還是比較靠近南半球的`中緯度地區,氣候比較温暖濕潤,成為很多動物和植物理想的棲息地。

後來,從3億年前開始,岡瓦那大陸在地球板塊漂移作用下開始分離,其中南極大陸部分逐漸向南漂移,與其它大陸的距離越來越遠,温度也越來越低,絕大多數的動物和植物因為適應不了環境的這種改變,相繼滅絕了。

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但是,企鵝的祖先在這種自然環境變化的脅迫下,通過持續地進化,最終“挺”了過來。企鵝祖先身體上的變化,主要體現在翅膀逐漸退化、皮膚下面覆蓋厚厚的脂肪層、體温調節功能逐漸增強、水中耗氧方式不斷優化等等,同時再加上它們的體表還長有致密的羽毛,所以對於低温的抵抗和適應能力非常強大。所以説,企鵝不怕冷,最重要的一個因素就是通過長期的進化,形成了獨特的禦寒生理機能。

第二點,企鵝的生活習性為羣居,它們具有“抱團取暖”的生活模式。如果氣温不太低,那麼單獨的企鵝依靠生理特點,是能夠抵擋住的。而假如氣温突然降低很多,或者食物來源滿足不了需求時,企鵝們就會減少活動的頻次和強度,逐漸成羣地聚集起來。一開始,圍在最裏面的幼企鵝,中間是雌性和老企鵝,最外層的是雄企鵝。在抱團取暖的集體效應下,每一個企鵝都可以作為一個“自發式”的熱源,很快裏面的温度都可以達到30-40攝氏度。

當內部温度升到較高的温度時,圍在一起的企鵝還會做出站位的調整,一方面是從外圍開始逐漸拉大一些彼此的間距,待到內部温度降低一些之後再收攏。另一方面,處在最外圍的企鵝,在羣體重新收攏的過程中,會主動與內側相鄰的若干企鵝交換位置,相當於“輪流站崗”,按照這種規律,企鵝羣體實現了整體體温的維持,同時外側企鵝在低温少食的情況下也不會被凍死。

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企鵝真的凍不死嗎?

企鵝雖然有優異的生理結構和功能來抵禦寒冷,但是如果將它們放到氣温最低的南極大陸中心區域,它們也是生存不下去的,畢竟它們的主要食物為南極磷蝦,另外還捕食一些端足類動物、烏賊和小魚等,而這些食物都是存在海洋中的,所以南極的企鵝棲息地都是沿着大陸邊緣分佈的,不會深入大陸內部多遠。

而在大陸邊緣區域,一方面緯度有所提升,另一方面在海洋比熱容大的影響下,平均温度比南極大陸的'中心要高出不少,平均温度在-20攝氏度左右,即使在嚴寒的冬季,其平均温度也在-40攝氏度以上。這樣的温度,對於企鵝種羣來説根本構成不了什麼挑戰。

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不過,當企鵝個體不慎遠離“大部隊”,隻身向南極大陸中心深入很遠的話,如果找不到回來的路,長期處在低温、大風這樣的惡劣環境下,再加上沒有什麼食物來源,企鵝肯定會被凍死。

所以,在正常情況下,南極的企鵝一般不會被凍死的,相反它們不怕冷反而怕熱。近年來,隨着全球變暖、南極冰川大量融化的影響下,南極周圍海域許多企鵝的捕食對象,發生了棲息區域的北移,為了尋找到更多的食物,一些企鵝不得不隨着洋流一路北上,離開了南極大陸,從而捕食的難度增加、風險加大,而且留在南極大陸邊緣的企鵝幼崽,也面臨着忍飢挨餓和天敵的威脅,從而南極企鵝的數量鋭減,這不得不引起我們的高度重視。

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企鵝的四層防護

企鵝的身體上有四層防護,可以保持身體的温暖和乾燥。

第一層是羽毛。企鵝的羽毛非常密集,每平方釐米有11根以上。羽毛可以阻擋風雪和水分,保持皮膚的乾燥。羽毛還可以反射陽光,避免過多的熱量散失。

第二層是絨毛。在企鵝的皮膚下面有一層細小的絨毛,可以形成一個空氣層,空氣層可以隔絕外界的低温,保持身體的温度。

第三層是皮膚。企鵝的皮膚雖然不厚,但也有一定的.保暖功能。

第四層是脂肪。企鵝的皮膚下面還有一層厚厚的脂肪層,大約有3釐米左右。脂肪層可以儲存能量和熱量,也可以隔絕外界的寒冷。

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企鵝的降温策略

除了四層防護外,企鵝還有一個降温策略,就是降低身體表面的温度。

科學家發現,在零下40℃的環境中,企鵝除了眼睛、嘴巴和腳以外,其他部位的温度都低於外界環境温度。這樣做可以減少熱量流失的速度,因為熱量流失與温差成正比。

為了保證自己裸露在外面的腳不被凍傷,企鵝還利用了一種叫做“逆流熱交換”的機制。這種機制指的是當動脈血(温度較高)流向四肢時,會先把一部分熱量傳給靜脈血(温度較低),這樣動脈血到達四肢後就比較涼了。這樣就減少了腳與冰面之間的温差,降低了熱量消耗。

企鵝的抱團取暖

除了自身的保暖措施外,企鵝還有一個重要的生存技巧,就是抱團取暖。

在南極最寒冷和黑暗的季節裏,企鵝會聚集在一起形成一個圓形或橢圓形的大團體。團體裏面是幼年和雌性企鵝,外面是雄性企鵝。這樣可以利用彼此之間的體温來增加整體的温度。團體裏面的温度可以達到30-40℃。

當內部温度升高時,團體會逐漸擴散開來讓空氣流通。當內部温度降低時,團體會重新收縮起來保持温暖。同時,在外面承受風雪侵襲的雄性企鵝也會輪流與內部相鄰的若干企鵝交換位置,實現公平和均衡。

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