南極那麼冷,企鵝為什麼凍不死?它們是如何生存的?

非洲企鵝為什麼可以在非洲生存

南極那麼冷,企鵝為什麼凍不死?它們是如何生存的?

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從表面上看看,這個問題就像是在問“沙漠裡那麼熱,為什麼還有動物生存”一樣,答案很簡單,這些特殊環境下的動物都是優勝劣汰後的產物,它們能夠存在就證明,它們已經完全適應了極端的環境。但是,畢竟南極全年平均溫度在-25℃左右,而企鵝歸根到底是一種鳥,鳥類的抗寒能力相對來說並不太強。那麼,企鵝是如何在寒冷的南極生存的呢?我們稍微深入地來聊一下這個問題。

南極那麼冷,企鵝為什麼凍不死?它們是如何生存的?

生活在南極的企鵝

提到企鵝,許多小夥伴以為它是南極的標誌性動物,也是獨有的動物,其實,在現存的企鵝科下一共有17種企鵝,它們除了分佈在南極外,在整個南半球的許多地方都有分佈,甚至像在非洲、南美洲這樣的偏熱帶地區也有分佈,比如非洲的黑腳企鵝、南美洲的麥哲倫企鵝等等。因此,企鵝向來就不是非洲獨有的動物。

如果說非要找幾種只有在南極才能見到的企鵝,那就當屬

阿德利企鵝和帝企鵝了。

其中阿德利企鵝僅在南極的環繞帶上有分佈,是企鵝科阿德利企鵝屬下的物種,身體較小,平均體長僅有50公分左右,體重僅有平均5公斤左右。

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同樣作為南極獨有的物種,帝企鵝就與阿德利企鵝完全不同了,因為帝企鵝是現存最大的企鵝,由此可見,在南極生存體型的大小並不是關鍵。帝企鵝主要分佈在南極極寒的科茲岬,這是帝企鵝的繁殖地,在非繁殖的季節,帝企鵝主要分散在南極附近的大洋附近,這是它們的覓食地。

作為最大的企鵝,帝企鵝成年後體長平均在1米左右,體重在35公斤左右,是阿德利企鵝體重的7倍之多。

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南極的企鵝是如何生存的?

在寒冷的南極生存,帝企鵝和阿德利企鵝面對同樣的挑戰,那就是如何的抵禦嚴寒以及繁衍後代。我們先來說抵禦嚴寒。既然能夠在極端環境下生存,企鵝們也是有著自己的方式了,首先,企鵝是一種不會飛的鳥,這也就意味著它們與其他鳥類一樣身上都有厚厚的羽毛覆蓋,不同的是企鵝的羽毛更加的複雜,從整體上看,企鵝的保暖裝置有四個:

第一層就是在陽光下閃閃的羽毛了,這層羽毛比較密集(每平方釐米的面板上就有超過11根羽毛),除了保暖外,還具有防水的功能,這就是企鵝能夠在冰冷刺骨的海水中自由徜徉的原因。

第二層是絨毛。在企鵝的皮上有一層細小的絨毛,可比小看這層絨毛,這層絨毛除了能夠保持身體的熱量外,還會與企鵝的羽毛形成一層類似於真空的地帶,這個地帶能夠減少熱量的流失。第三層很簡單就是面板了,雖然不是很厚,但也有一定的保暖功能(畢竟是“皮衣”)

第四層非常的關鍵,它就是脂肪。企鵝的脂肪厚度在3公分左右,雖然從資料上看不算很厚,但是對於體重大都在40公斤以下的動物來說,這個厚度已經相當可以了。

因此,企鵝的四層防護,讓它在冰天雪地裡,體溫也始終能夠維持在一個相對穩定的狀態下。

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不過,即使有了這四層的保暖,也無法確保企鵝高枕無憂,因為在南極從4月份開始,氣溫從-40℃開始持續的下降,此時保暖已經跟不上需求了,而且企鵝的腳上毫無防護,就這樣暴露在空氣中,直接接觸冰面,所以,想要單純的靠羽毛以及脂肪的保暖已經遠遠不夠了。

所以,此時的企鵝又想到了一個辦法,那就是降低身體大部分的溫度。科學家根據熱成像觀察發現,在零下40℃的環境中,帝企鵝的體表除了眼睛、嘴巴和腳以外,其他部位的溫度均低於外界環境溫度,這樣就減少了身體的熱量流失(熱量的流失速度與溫差增加成正比),在脂肪和絨毛的保護下,企鵝身體的溫度始終維持在一個平均水平上。

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其次,為了保證自己裸露在外面的腳不被凍傷,企鵝用上了恆溫動物共有的一種能力“

逆流熱交換

”,簡單的說就是一種減少熱量消耗的一種方法,具體是指恆溫動物在寒冷的環境下,當動脈的血(溫度較高)流向四肢時,會先把一部分熱量傳給因為裸露在寒冷環境中而變得溫度很低的靜脈血中,這樣動脈血到達四肢後的溫度就比較低了,這就會使得企鵝的腳與它接觸的冰面的溫差減小,從而降低熱量的消耗。當血液回到心臟時,會透過有羽毛包裹的腿部以及其他身體部位,此時回到心臟的血也不會很涼。這樣企鵝的腳就不會被凍傷了。

總的來說,生活在南極的成年企鵝是靠“四層防護”以及降低體表溫度的方法來應對嚴寒的。

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當然以上的保暖系統只是成年企鵝具備的,對於企鵝的卵和幼鳥來說,它們的抗寒能力顯然是不如成年企鵝的,因為企鵝卵只有一層鈣質的外殼,而幼年的企鵝只有一層保暖的絨毛,沒有防水的羽毛,其脂肪厚度也很薄,所以,這時就需要成年企鵝站出來了。

首先是阿德利企鵝。

阿德利企鵝是一種聰明的企鵝,這一點從它們的繁殖習性就能看出來了。平時,阿德利企鵝像北極熊一樣生活在浮冰上,並且海洋上的溫度要比陸地上的溫度高,阿德利企鵝就是這樣過冬的。等到了每年的10月份左右(南極的春季),它們就會上岸,準備交配繁殖了。等到了12月份,阿德里企鵝才產卵開始孵化,並且在產卵前,它們通常會用石頭砌成一個巢,這樣也能夠起到一定的保暖作用,而且阿德利企鵝孵化卵的這個時間非常的巧妙,因為每年的12月份是南極的夏季,而且是夏季中溫度最高的月份,此時陸地上許多地方開始融化,所以,此時,阿德利企鵝“夫婦”只需要輪流孵化卵即可。等到再次結冰,小企鵝也有了一定的禦寒能力,再次跟隨父母進入大海尋找浮冰區域生存。

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其次是帝企鵝。

相比較阿德利企鵝,帝企鵝就顯得比較“蠢”了。因為,它們的繁殖期在每年的3-6月,對於我們的生存環境來說,3-6月春暖花開是個好季節,但是對於南極來說,此時正是秋冬季(每年的3-5月為秋季,6-8月為冬季),而且在6月份,帝企鵝們已經開始產卵了,此時正是南極最冷季節的開始。

帝企鵝的孵化期大約在2個月左右,從6月份開始向後推2個月,正好是南極最冷的時候。“屋漏偏逢連夜雨”,由於帝企鵝的覓食地與繁殖地相隔甚遠,需要不進食趕路,消耗了大量的能量,再加上雌性帝企鵝生產也需要大量的能力,所以此時雌性帝企鵝飢腸轆轆,必須再原路返回去進食了,這樣孵卵的任務就交到了雄性帝企鵝的手上。

但是,雄性帝企鵝也走了同樣的路,再加上抵禦嚴寒的能量消耗,身體裡的能量也不多了。不過,好在雄性帝企鵝的

雙腿和腹部下方有一塊佈滿了血管的“孵卵斑”,這塊孵卵斑能夠給卵足夠的持續的熱量。

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雄性帝企鵝好不容易捱過了2個月,卵孵化成功,小企鵝出生了,出生後的小企鵝依然會待在“爸爸”的孵卵斑下,維持體溫。但是另一個麻煩又來了,因為此時的雌性帝企鵝正在返程的路上,而剛出生的小企鵝又嗷嗷待哺,但是帝企鵝“爸爸”已經好久沒有進食了。那麼,小企鵝的食物從哪裡來呢?

此時,“爸爸是超人”再度上線,雖然雄性帝企鵝已經連續幾個月沒有進食了,但是由於它們在孵化時幾乎一動不動,再加上它們會在孵卵期“抱團取暖”,所以還在食道的腺體內裡殘留了一些食物,這些食物在食道中已經變為乳白色的流狀物質。這時企鵝“爸爸”就會把這些食物反芻給小企鵝。

終於在雄性帝企鵝將要“油盡燈枯”時,“滿載而歸”的雌性帝企鵝姍姍來遲。簡單的交流之後,雄性帝企鵝迫不及待地向大海的方向走去,幸好此時已經進入了南極的春季,陸地上的一些冰開始融化,所以雄性帝企鵝的行進速度要遠比雌性快。

但是,這樣的“替班”還沒有完成,因為繁殖地沒有食物,所以雄性帝企鵝吃飽後,還要回去“換班”,就這樣持續到每年的3月份左右,也就是夏末,小企鵝已經有半歲左右了,此時它可以跟隨父母一起出發去覓食地覓食了。

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總結

生活在南極的企鵝並不容易,它們除了要強化自己的保暖能力外,還要想盡一切辦法來幫助後代躲避嚴寒,於是阿德利企鵝選擇在夏季繁殖,帝企鵝雖然沒有在夏季繁殖,但是它們透過孵卵斑、抱團以及“倒班”的方式也能成功的將後代撫養長大。