Ⅰ 为什么北极熊不怕冷
首先是它身上覆盖着厚厚的白毛。经科学家研究发现,北极熊的皮毛不仅仅是依靠厚度来起增加防寒作用的,它的毛呈透明的空心管状,就好像是精巧的光导纤维,空心结构有利于保温。毛的颜色并不很白,比周围的冰雪要“黑”得多,因此,能够吸收高能量的紫外线,既能有效地保持体内热量不易散发,又能充分利用极地阳光的能量,增加自身的体温。
其次,它的皮下脂肪很厚,竟达到10多孙世穗厘米厚,就像穿了一件大棉袄,所以能够耐寒。它则卜的食物以极富脂肪的海豹、海豚、幼鲸等动物为返歼主。北极熊的食量又大,自然会使自己变成一个肥胖者,肥胖者当然更能御寒。
另外,它的脚掌长得又肥又大,而且还有一层很厚的密毛,就像穿了一双毡靴,自然就不怕冰天雪地。
Ⅱ 极地动物为何不怕冷
地球上的动物品种有100多万种,但温血动物只有13000多种,其余全部是冷血动物,即所谓的变温动物,包括所有的爬行动物、鱼类以及昆虫等,它们的体温完全随着环境温度的变化而变化。令人惊叹不已的是,有少数冷血动物,即使在极其寒冷的气候条件下,几乎丧失了活动能力,但却仍能安然生存。例如,鱼、昆虫和螨之类的冷血动物,虽然品种很少,但在个体数量上,却大大地超过了其他极地生物,从而为更高级的生物提供了必不可少的食物。 研究表明,温血动物之所以能保持其体内的温度,是因为它们的大脑中,有一个敏感的恒温器,能随时随地起着调节体温的作用。当然,这种调节作用,是需要物质基础的,那就是食物,动物用以保持其体温的热量,主要是消化吃下的食物产生的,一般来说,外界环境的温度越低,所需要的热量也就越多,新陈代谢的速度也就越快。 但是,在两极地区极其恶劣的气候条件下,只靠吞下食物和提高新陈代谢的速度,还是远远不够的,还必须设法保持体内的热量不会过多地散失,人类可以依靠厚厚的衣服和呆在室内来保持暖和,而动物却只能依靠羽毛、绒毛和厚厚的皮下脂肪来绝热,以及寻找适当的栖息地来逃避风雪,以保持体内的热量尽量少散发,有些动物干脆冬眠,或者在寒冷的冬季迁居他地,例如,阿拉斯加或西伯利亚的爱斯基摩狗,长有厚厚的毛皮,其绝热作用是如此之好,即使在寒冷的冬夜,雪花落到它们身上也不会缺衡搜融化,反而起到挡风的作用,这时它们睡得最为舒适,像是盖了一层被子,还有些动物,可以依靠抖开软毛来捕捉空气,从而获得暂时的温暖,或者改变姿势,例如缩作一团,以此来减少热拦渣量的散失,在极地的冬夜里,动物的软毛还能吸收并且反射肉眼所看不见的红外线,以便摄取更多的热量。 更加奇妙的是,某些动物还具有保持双重体温的特殊功能,它们可以使身体主要部分保持正常的体温,而四肢、尾鳍等尖端部分,温度则可以降低,这样既能减少身体内热量的消耗,又能减少身体表面热量的散失,真是一举两得,例如海鸥,其双脚的温度只有7℃左右,比身体其他部分的温度低30多摄氏度,但其脚上的神经系统却仍能正常工作。而海豹和海豚薄薄的尾叶及鳍状肢的温度也很低,使身体内部的温度与周围海水的温度差不多。这些动物的体内,有一种简单而有效的热交换系统,通过一种巧妙的设计,来完成这一任务。在这些部位,输送热血到肢体的动脉,与回收冷血送回到心脏的静脉紧紧地缠绕在一起。这样,热血便被冷却,冷血则被加热,因此就可以使得肢体部分的温度,经常保持在低温的状态下,所需要和所散失的热量,就会少得很。 但是,要在极地环境里生存下去,只靠抗寒和保温还是不够的,对许多动物,特别是那些个体比较大的动物来说,身体内还必须要有这样的机制,在必要时能把体内多余的热量尽快散发出去,例如,企鹅有时候可能会遇到零度以上的温暖的伏历天气,它们就会热得受不了。而在海洋里时,它们不仅要飞快地游泳,追逐鱼虾,填饱肚皮,有时候还得拼命逃窜,以摆脱海豹和嗜杀鲸的袭击。这时候,它们身体里就会产生大量的热量,必须尽快散发出去。北极驯鹿也是如此,在某一时刻,它们可以安安静静地进食,而转眼之间,可能就得疾驰而去,以逃避狼群的进攻,这时候,从驯鹿和狼身上所散发出来的热量,大约等于平时的20倍,主要就通过它们软毛稀薄的腹部、耳朵、腿、尾巴以及迅速喘息的舌头,很快散发到体外。人类也是如此,在做激烈运动时,总会大汗淋漓,气喘吁吁,就是因为身体内产生出大量热量的缘故,如果身体里的热量不能通过出汗和喘气很快散发出去,就有可能热得休克过去,甚至倒地而死,一命呜呼。 使科学家们惊叹不已的是,许多极地动物,具有既能抵御严寒,又能忍受酷热的本领。例如,研究人员发现,北极山坡上盛产的金花鼠,以及鼬鼠、狐狸、狼和小北极熊等,都能忍受酷热,甚至比北美旅鼠等沙漠动物所能忍受的温度还高20多度。由此可见,这些动物体内,用以调节新陈代谢和血液循环,借以应付寒冷的那一套精密的控制机制,同样也能有效地应付酷热。
Ⅲ 极地动物为什么不怕冷
极地冰虫:最不怕冷的动物
冰虫被称为地球上唯一冻不死的生物,具有科学家理想中外星生命的特质。科学家认为冰虫这种罕见的耐寒体质可以证明在外星球上也可能存在像冰虫一样的耐寒生物。它们在冰中自由行走,在极地低温下活跃生存,稍微升温便化成一团黏稠。《西雅图时报》2月21日报道,美国生物学家亮陪将联合美国宇航局和《国家地理杂志》投入巨资研究极地冰虫,希望据此在探索外星生命的旅程上迈出一大步。
极地冰虫是少数活跃在极地低温下的生物之一。极地冰虫生活在终年积雪的冰川地带。在美国阿拉斯加、英国哥伦比亚和俄勒冈州靠近极地的冰川区都可以发现它们的身影。它们个头非常小,在雪地里就像一丝细细的小黑线。
它们可能是世界上最不怕冷的动物。在冰川地区刺骨的寒温下,其他动物几乎被冻成冰棒,甚至连细胞都冻得“咯咯”响。然而这种低温对于极地冰虫来说却是最舒适的生活环境。冰虫不仅抗冻还耐饿。科学家曾把几只冰虫放在冰渣饥箱里研究。两年敬梁蠢过去了,不吃不喝的冰虫在冷藏室里依然顽强地生存着。
Ⅳ 南极最低可达-100℃,什么导致的企鹅的脚,为什么不会被冻伤
地球最冷的地方就是南极和北极了,哪里要更冷一些呢?
地球上已知的极端低温,是在南极地区测得的,而且温度下限也常有刷新
1983年 ,俄罗斯一个气象站在南极测得的最低温为 -89°C 。
2010年8月 ,美国的南极地区测得的极端低温为 -93.2℃ 。
NOAA极地运行环境卫星的数据,其中有近100个观测点出现过 -98°C 的低温,在南极洲的东南部高原上甚至出现过 -100℃ 的极端低温。
北极地区的极端岁尺握低温是多少呢?
气象学家们在北冰洋极点附近漂流站上,测到的最低气温是 -59℃ 。
俄罗斯气象站在西伯利亚维尔霍杨斯克,曾记录到 -70℃ 的最低温度。
美国气象站在阿拉斯加的普罗斯佩克特地区,也曾记录到 -62℃ 的气温,不过已知北极地区 最低温度,是俄罗斯奥伊匹亚康 创记录的 -71℃ 。
显然,北极地区的最低温度比南极要高得多
同是地球的两极,为什么北极地区的气温更高呢?归纳起来主要有以下三个原因:
1.北极地区是海洋,南极地区是陆地高原
青藏高原的平均温度,要比同纬度的长江中下游平原低得多。 南极地区是高原,平均海拔高达3700米 ,单从高度上来说,温度就会比北极低很多。
2.北冰洋每年的结冰现象会放热,南极不会
到了夏季,北冰洋的大部分海冰会融化,到了冬季又会结成冰盖,我们都知道水在 结冰的时候是会释放大量的热能的 。
但是南极地区的冰盖却是常年不会融化,内陆高原地区不存在每年冰化成水再结冰的现象,因此北极地区冬季的温度也要比男冬季的南极更高一些了。
3.洋流的影响
受到北大西洋暖流的影响,带来大量较为温暖的海水,这些海水释放的热能也会增加北极地区的温度。
暖流的到来也使得北极地区的冷水流出 ,形成一些流向热带的寒流,这种海水的交换现象也是北极温度较高的一个原因。
南极,大都是大陆,不可能存在暖流到来和海水交换现象
还有地形和对阳光的吸收方面的一些原因,但都不如上面三个原因的作用更大。
如此低温,企鹅的脚为什么不会被冻伤 --- 逆流热交换系统
厚厚的脂肪和羽毛,可以抵抗南极的严寒,但露在外面的脚掌却没有羽绒保护!
不过,企鹅还是可以通过调节流向脚掌的血流量,来使得脚掌温度始终保持在冰点以上1~2度,这样既不容易冻伤,也不会流失太多热量,神奇啊!
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?
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,乎庆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布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℃,困首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。
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。