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水鸟有时直接站在冰上,脚不会被冻僵吗?

科学世界  · 公众号  · 科学  · 2024-10-22 15:02

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冷冷冷冷

据预报,21日至23日,冷空气至部分地区降温10℃以上,多地开启“冷冷冷冷冷冷冷”模式。

然而,即使是在更加寒冷的冬天,水面结冰的湖上,水鸟还是可以坚强地站在冰上,难道它们的脚就不会被冻僵吗?


不冻脚的水鸟

在冰面上站立的鸟类或其他动物,它们的脚是不会被冻僵的,因为在长期的演化过程中,它们已经形成了主动适应冷环境的机制,比如通过血管收缩改变向双脚提供血液的量(寒冷时减少血流量)及通过它们后肢中形成的“逆流热交换系统”,使双脚的温度保持在零上。


逆流热交换机制指通过合理调整热水流的布局来达到保温节能的效果。如果热水管和冷水管平行地向同一方向流,热水管中的热量就很快散失掉了;如果热水管和冷水管平行地逆流,管道中的温度是缓慢降低的,经过一段时间后会达到稳定的状态。


水面上的鸟类或其他动物,它们体内就存在这样的机理:当温暖的动脉血从心脏通过动脉流向肢体时,血液中的温度逐渐降低;当冰冷的血液从肢体通过静脉往心脏回流时,逐渐吸收与之平行逆向的动脉散出来的热。以企鹅为例,经过这样的系统之后,冬季其脚部的温度可以保持在零上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。

以上提到的两种机制多是同时起作用的。例如,很多在冰冷水上生活的动物,其皮肤中有丰富的血管,较大的皮肤动脉(较深)常有两条平行静脉。当机体需要保持热量时,皮肤浅层静脉和毛细血管收缩,浅层血液循环形成短路;同时,深部的平行动静脉进行逆流热交换。当机体需要散热时,浅层静脉和毛细血管大量舒张,动脉血中的热量传递给皮肤表面;这时从皮肤返回心脏的血液主要由浅层静脉输送,深部动静脉之间的逆流热交换大大减弱。


而对于没有这种调节机制的我们来说,面对冷空气的突然来袭,还是得注意保暖,穿上秋裤

本文摘自《科学世界》2024年第4期,文中图片来源于网络。
作者 | 包春莹
新媒体编辑 | 周濛

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