企鹅为什么生活在南极不会被冻死

时间:2023-06-28 12:10:13 阅读 我要投稿

  企鹅为什么生活在南极不会被冻死,企鹅是南极洲最为常见的一种动物,作为生存在地球最南端而且是最冷区域的动物之一,下面让我们来看看企鹅为什么生活在南极不会被冻死。

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  南极到底有多冷?

  从温度上来看,南极洲全域的年平均温度为-25摄氏度,而在中心区域年平均温度更低,达到-56摄氏度,在南极靠近极点区域,1967年科学家曾测得最低温度-94.5摄氏度,理所当然地成为了地球上的“冷极”。而同样处在地轴两端之一的北极,平均温度远比不上南极这么低,北极的常年平均气温只有-20摄氏度左右。

  之所以南极这么冷,最主要的原因就是其表面被巨量、深厚的冰雪所覆盖,而白色的冰雪对太阳辐射的反射效率非常高,而且冰作为一种固态物质,其相对于海水来说,比热容小很多,不易存储太阳辐射能量。另外,南极大陆常年存在极地高压,与周围海洋区域大气层容易产生强烈的气压差,从而形成猛烈的空气流动,再加上南极大陆表面为冰层覆盖,比较光滑,空气流动时受到的摩擦阻力很小,因此风力非常大,平均风力可达18米每秒,成为世界的“风极”。在上述两种因素的共同作用下,千万了南极的平均温度要比地球其它区域低得多这种状态。

  企鹅为什么看不去不怕冷?

  在3亿年前,企鹅的祖先-一种会飞的鸟类,还生活在冈瓦那大陆上,这块大陆由现在的非洲、南美洲、印巴次大陆、澳洲和南极洲的主体构成,当时所处的区域还是比较靠近南半球的`中纬度地区,气候比较温暖湿润,成为很多动物和植物理想的栖息地。

  后来,从3亿年前开始,冈瓦那大陆在地球板块漂移作用下开始分离,其中南极大陆部分逐渐向南漂移,与其它大陆的距离越来越远,温度也越来越低,绝大多数的动物和植物因为适应不了环境的这种改变,相继灭绝了。

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  但是,企鹅的祖先在这种自然环境变化的胁迫下,通过持续地进化,最终“挺”了过来。企鹅祖先身体上的变化,主要体现在翅膀逐渐退化、皮肤下面覆盖厚厚的脂肪层、体温调节功能逐渐增强、水中耗氧方式不断优化等等,同时再加上它们的体表还长有致密的羽毛,所以对于低温的抵抗和适应能力非常强大。所以说,企鹅不怕冷,最重要的一个因素就是通过长期的进化,形成了独特的御寒生理机能。

  第二点,企鹅的生活习性为群居,它们具有“抱团取暖”的生活模式。如果气温不太低,那么单独的企鹅依靠生理特点,是能够抵挡住的。而假如气温突然降低很多,或者食物来源满足不了需求时,企鹅们就会减少活动的频次和强度,逐渐成群地聚集起来。一开始,围在最里面的幼企鹅,中间是雌性和老企鹅,最外层的是雄企鹅。在抱团取暖的集体效应下,每一个企鹅都可以作为一个“自发式”的热源,很快里面的温度都可以达到30-40摄氏度。

  当内部温度升到较高的温度时,围在一起的企鹅还会做出站位的调整,一方面是从外围开始逐渐拉大一些彼此的间距,待到内部温度降低一些之后再收拢。另一方面,处在最外围的企鹅,在群体重新收拢的过程中,会主动与内侧相邻的若干企鹅交换位置,相当于“轮流站岗”,按照这种规律,企鹅群体实现了整体体温的维持,同时外侧企鹅在低温少食的情况下也不会被冻死。

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  企鹅真的冻不死吗?

  企鹅虽然有优异的生理结构和功能来抵御寒冷,但是如果将它们放到气温最低的南极大陆中心区域,它们也是生存不下去的,毕竟它们的主要食物为南极磷虾,另外还捕食一些端足类动物、乌贼和小鱼等,而这些食物都是存在海洋中的,所以南极的企鹅栖息地都是沿着大陆边缘分布的,不会深入大陆内部多远。

  而在大陆边缘区域,一方面纬度有所提升,另一方面在海洋比热容大的影响下,平均温度比南极大陆的'中心要高出不少,平均温度在-20摄氏度左右,即使在严寒的冬季,其平均温度也在-40摄氏度以上。这样的温度,对于企鹅种群来说根本构成不了什么挑战。

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  不过,当企鹅个体不慎远离“大部队”,只身向南极大陆中心深入很远的话,如果找不到回来的路,长期处在低温、大风这样的恶劣环境下,再加上没有什么食物来源,企鹅肯定会被冻死。

  所以,在正常情况下,南极的企鹅一般不会被冻死的,相反它们不怕冷反而怕热。近年来,随着全球变暖、南极冰川大量融化的影响下,南极周围海域许多企鹅的捕食对象,发生了栖息区域的北移,为了寻找到更多的食物,一些企鹅不得不随着洋流一路北上,离开了南极大陆,从而捕食的难度增加、风险加大,而且留在南极大陆边缘的企鹅幼崽,也面临着忍饥挨饿和天敌的威胁,从而南极企鹅的数量锐减,这不得不引起我们的高度重视。

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  企鹅的四层防护

  企鹅的身体上有四层防护,可以保持身体的温暖和干燥。

  第一层是羽毛。企鹅的羽毛非常密集,每平方厘米有11根以上。羽毛可以阻挡风雪和水分,保持皮肤的干燥。羽毛还可以反射阳光,避免过多的热量散失。

  第二层是绒毛。在企鹅的皮肤下面有一层细小的绒毛,可以形成一个空气层,空气层可以隔绝外界的低温,保持身体的温度。

  第三层是皮肤。企鹅的皮肤虽然不厚,但也有一定的.保暖功能。

  第四层是脂肪。企鹅的皮肤下面还有一层厚厚的脂肪层,大约有3厘米左右。脂肪层可以储存能量和热量,也可以隔绝外界的寒冷。

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  企鹅的降温策略

  除了四层防护外,企鹅还有一个降温策略,就是降低身体表面的温度。

  科学家发现,在零下40℃的环境中,企鹅除了眼睛、嘴巴和脚以外,其他部位的温度都低于外界环境温度。这样做可以减少热量流失的速度,因为热量流失与温差成正比。

  为了保证自己裸露在外面的脚不被冻伤,企鹅还利用了一种叫做“逆流热交换”的机制。这种机制指的是当动脉血(温度较高)流向四肢时,会先把一部分热量传给静脉血(温度较低),这样动脉血到达四肢后就比较凉了。这样就减少了脚与冰面之间的温差,降低了热量消耗。

  企鹅的抱团取暖

  除了自身的保暖措施外,企鹅还有一个重要的生存技巧,就是抱团取暖。

  在南极最寒冷和黑暗的季节里,企鹅会聚集在一起形成一个圆形或椭圆形的大团体。团体里面是幼年和雌性企鹅,外面是雄性企鹅。这样可以利用彼此之间的体温来增加整体的温度。团体里面的温度可以达到30-40℃。

  当内部温度升高时,团体会逐渐扩散开来让空气流通。当内部温度降低时,团体会重新收缩起来保持温暖。同时,在外面承受风雪侵袭的雄性企鹅也会轮流与内部相邻的若干企鹅交换位置,实现公平和均衡。

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