帝企鹅抱团取暖时,最外层快冻死,最里层却热晕,为什么会这样?
“企鹅抱团取暖”是南极洲每年都发生,却是难得一见的盛况,因为此时正是南极最寒冷的时间段,极夜前后的南极,不是墨墨黑的黑夜就是昏暗的太阳还未从地平线上升起,即使人类的活动也受到限制!在零下五六十度的南极,报团取暖外层的企鹅,不是会被寒风直接袭击么,为什么不会被冻死?
答案是不会,反而有可能被热中暑!是不是很神奇?这必须要从企鹅的身体结构与抱团取暖的科学性开始说起了!
企鹅在南极是一种什么存在?
企鹅是我们对南极各种企鹅的统称,但其实在南极企鹅种类挺多,有阿德利企鹅,还有帽带企鹅
企鹅,也有王企鹅等等,但只有帝企鹅玩这种看起来很无聊,却又是高难度的抱团取暖游戏,这倒不是帝企鹅智商高,因为其他企鹅在极夜来临之前就迁徙到温暖的非洲或者南美去了,再不济也跑到南极洲外围比较低纬度的浮冰或者岛屿上!
但只有帝企鹅却反其道行之,冬季反而深入南极腹地,夏季它们深处海边,大部分时候只需几百米就可以入海捕猎,但冬季过冬地,距离未结冰的洋面少则有数千米,多则数十甚至上百千米,这倒不是企鹅搬家了,而是冬季的冰面扩大,感觉像企鹅深入了南极腹地!
皇帝企鹅的分布,绿色是繁殖地
帝企鹅:地球上最高贵的企鹅
南极洲有两种企鹅很相似,一种是王企鹅,另一种是帝企鹅,从外形来看,两者的相似非常具有迷惑性,但仔细对比,两者又有明显的区别,而且帝企鹅的体型明显要比王企鹅大一些,帝企鹅是地球上企鹅种类中体型最大的!一般身高可达120厘米,体重达46千克。
两种企鹅,一不小心就认错了
两者比较,王企鹅的气场明显不如帝企鹅,而且帝企鹅走路的姿势摇摇晃晃,不可一世,看上去无比高贵,这帝企鹅的名字也就是这么来的!
帝企鹅的超强御寒装备
企鹅都是矮矮胖胖,当然这也包括身形高大的帝企鹅,它身体表面是一层厚厚的鳞状羽毛排列致密,它的保暖性比三件羽绒服还要强,而且它不透风,憎水性还不会让海水浸润,不会湿淋淋的上岸,出水后身体即可保持干燥!
企鹅对付低温的高招
在鳞状羽毛下,则是占体重1/3的脂肪,这层脂肪不仅是绝热保暖的装备,还是企鹅的能量仓库,脂肪的每千克脂肪的卡路里高达7700~9000千卡!
1 千卡(大卡)=4185.85182085 焦耳
1克TNT爆炸的能量是4184焦耳
所以你会发现,脂肪比TNT的能量要出数倍,有没有很吓人?对于人类来说,因为有御寒衣服和取暖装备,而且能造房子御寒,这些脂肪就是多余的,但对于企鹅来说,脂肪的多少直接将决定它们是否能安全过冬!
报团取暖阵有多科学?居然还能能热中暑?
说起抱团取暖,那就不得不先铺垫企鹅的繁殖了!它们的繁殖地往往深入内陆腹地,帝企鹅都是每年的3-4月开始求偶,就像动物世界中赵忠祥厚重的男低音开始讲解“春天来了,动物开始繁殖”的故事,但这就错了,南极的3-4月已经临近冬季,因为南半球和北半球的季节是相反的!
帝企鹅都是当年遵守严格的一夫一妻制(隔年就换),到5-6月份时雌性企鹅会产下一只450-500克的蛋,因为这个蛋要熬过漫长的的冬季,所以它特别大,而此时雌企鹅耗尽了能量,将会离开繁殖地返回大海捕食!
帝企鹅的蛋
此时雄企鹅将会留下孵蛋,在离开时它们会举行蛋的交接仪式,雌企鹅将蛋从孵卵斑放到双脚上,然后雄企鹅用双脚接过来,再放入孵卵斑,这个区域是帝企鹅的育儿袋,可以让企鹅蛋在冰天雪地中保持孵蛋所需的36摄氏度!
报团取暖阵
由于严冬来临,深入内陆,又担任孵蛋重任,所以雄企鹅无法觅食,只依靠浑身的脂肪艰难度日,为了节省能量消耗,帝企鹅们会聚集在一起,围成一个庞大的取暖阵!一般情况下无风的时候企鹅可能扎堆,也可能不扎堆,但风速一旦超过15米/秒,那么企鹅立马扎堆,而且温度越低,扎的堆越大!
这个堆自己形成的,没有企鹅会特别注意上风处和下风处,而且随着这个堆越来越大,企鹅还彼此聚拢密不透风,这还导致中心区域温度剧增,甚至能超过三十多度,这和外围简直是冰火两重天啊,外围的需要进来取暖,而中心的则要交流到外围去散热,因此整个取暖群会以一种非常自觉的行动模式,逐渐外围到中心的轮替过程!
企鹅阵的运动
这个企鹅群体大约会在半分钟内会有一个波动,这就是一次轮替小动作,整个群就是一次次的这种拨动逐渐轮替的,但有时候会发生企鹅群一哄而散的情况,这不是太冷了要换地方,而是太热了,轮替太慢无法散热,所以中心的企鹅热得受不了了!
太热了,得吃口雪
是不是非常有趣,不仅不会冻死,还可能会热晕,在极夜的南极,冰天雪地里,这不是讲故事吗?
雌企鹅回来
一般情况下雄企鹅只要独立孵蛋大约2个月,熬过最难熬的极夜,雌企鹅养得肥肥胖胖就回来了!因为繁殖地需要躲避天敌的骚扰,所以距离海岸线比较远,因此雌企鹅需要经过漫长的路程到达繁殖地!但也有可能雌企鹅被猎杀,那么它将一直等到受不了为止,有记录等待最久的企鹅等了115天,不过它终于等回了自的配偶!
企鹅的繁殖过程
回来的雌企鹅会通过叫声找到雄企鹅和企鹅宝宝,会吐出食物喂养小企鹅,而雄企鹅则开始长途跋涉去觅食,不过随着极夜过去,冰层融化,距离海岸线会越来越近,雄企鹅也会时不时回来看看母子!
帝企鹅是企鹅家族中最大的物种,一般的身高在90厘米,最高可以达到120厘米,体重最重可以达到50千克。它属于群居性动物,每当南极洲出现极端寒冷的天气,一般在极夜前后,温度达到负五六十度,帝企鹅就会挤在一起来防风御寒,它们会形成一个巨大的阵仗,最外层和最里层的温度也会形成巨大的反差,这是为什么呢?
其实帝企鹅在寒冷的天气里生活的很快活。首先,就像我们人类在过冬的时候,依靠厚重的棉服来抵御寒冷一样,帝企鹅依靠它们自身又密又浓的羽毛来抵御寒冷。
其次,我们从几何生物学的角度来看,球形物体的比表面积是最小的,与外界有着最小的接触面积,帝企鹅进化的近似球体的身体,就与寒冷的外界有着很小的散热面积和散热速度,可以将大部分的温暖保留在自己身上。
最后,也不用担心帝企鹅露在外面的脚,因为帝企鹅的脚是可以收缩到它们的肚皮之下的,也能得到很好的保暖。
帝企鹅抱团取暖的前提背景和它们的繁殖有关。南半球的3到4月已经临近冬天,每年的这个时候雄性帝企鹅就会开始求偶,雄性帝企鹅会通过叫声来吸引雌性帝企鹅的注意。帝企鹅也在每一年中严格遵守“一夫一妻”制。求偶成功后就开始进入怀卵阶段,雌性帝企鹅一般会怀卵2个月左右,在5到6月产下一颗450到500克的企鹅蛋。
由于雌性帝企鹅在怀卵期间会产生妊娠反应,就造成食欲大减,如果反应严重的话,可以长达1个月不进食。所以雌性帝企鹅将会在完成产卵后,离开繁殖地返回大海去捕食,以补充能量,这时负责孵蛋的重任就由雄性帝企鹅来承担了。
雄性帝企鹅会将企鹅蛋放入自己的孵卵斑中,孵卵斑就相当于帝企鹅的育儿袋,它可以始终保持孵蛋所需要的36摄氏度。但是这个时候正值南极洲出现极端寒冷天气的时候,并且雄性帝企鹅又由于孵蛋的重任在身,无法通过下海捕食来补充自身的能量以抵御严寒,这时依靠自身的力量看来是难以御寒了,它们就只好通过抱团取暖的方式来抵御寒冷。
而帝企鹅抱团取暖的这个阵仗是由它们自觉形成的,没有刻意的去选择一个绝佳的位置,也没有刻意去分配谁在里层谁在外层,里外层的顺序可能只和帝企鹅过来聚集的早晚有关。帝企鹅就这样冷了就和身边的帝企鹅们抱团,逐渐形成一个大的阵仗。
由于帝企鹅所堆积成的这个阵仗太过于密集,最中心的温度能够超过三十多度,抱团取暖的阵仗最外层和最里层简直是冰火两重天,那么最外层和最内层的帝企鹅们不会有生命危险吗?
其实它们是不会有生命危险的,外围的帝企鹅为了取暖会向中间聚拢,而内层的帝企鹅为了散热也会向外围扩散,这种来回替换的行动大约每半分钟就会发生一次,有时最内层的帝企鹅也会因为太热而一哄而散,前去散热,甚至会趴下来吃雪。
雄性帝企鹅一般经过大约60多天的时间就可以将小企鹅孵化出来,这时补充完能量的雌性帝企鹅就会经过漫漫长路返回到繁殖地,通过叫声找到自己的配偶和小企鹅,然后通过自己储存的食物来喂养小企鹅。
将小企鹅交接完成后,雄性帝企鹅就会跋山涉水的前去觅食,补充自己的肌体。当然,企鹅一家人在小企鹅长到3个月大时还会重聚。这时的小企鹅羽翼逐渐丰满,能够基本独立,雄性帝企鹅就会带着雌性帝企鹅和小企鹅去外海生活。
企鹅抱团能保存更多热量,中央温度甚至可以达到30℃,对企鹅来说已经很热了,因此会经常互换位置,热了去外边冻一会,冷了就往里边钻取暖,因此成年个体很难冻死。
企鹅抱团取暖是进化历程中掌握的生存策略,本身企鹅这种动物脂肪很厚,脂肪是油啊,油不算热的良导体,因此肥厚的脂肪层可能帮助企鹅适应寒冷,而且它们的羽毛还相互交叠,其中能保留一些空气,而羽毛下也有细碎的绒毛,更加增加了企鹅的抗寒能力,它们能够在-60℃的环境中行动自如,但是企鹅也不是不可能被冻死,主要是小企鹅,由于羽毛等结构还没长成,因此抗寒能力相对成年企鹅低不少。
海拔更高、又是陆地,因此南极的温度比北极的温度低不少,南极的冬季有记录的最低温度是-89℃,企鹅抱团取暖的策略肯定是成功的,要不然它们也不会成为南极数量最多的大型动物之一。企鹅在演化过程中进化出了抱团取暖的策略,主要是为了企鹅种群的延续,比较典型的是帝企鹅。
帝企鹅选择了在更寒冷的季节孵化幼崽,可能是在这种环境下存活的幼崽更利于在南极寒冷的环境中生存,在产卵后由于透支了大量的体力和脂肪,雌性企鹅在产卵后回到海洋捕食,而部分雄企鹅则留下来,保护整个种群中的小企鹅,相当于开了家幼儿园,企鹅夫妇会将崽给留守的企鹅带着,具体做法就是将企鹅崽围在中央,由于大量企鹅聚在一起,相当于降低了企鹅群的表面积体积比,更不利于热量的散失,在企鹅群中央地方,温度甚至能够达到30℃,这个温度别说是企鹅了,就是人在那里待着问题也不大,前提是能够忍受企鹅的臭味。在冬季过去后,帝企鹅的体重会降低多至50%,寒冷对于体能的消耗是非常多的。尽管如此,企鹅幼崽也很少能够度过寒冷的冬天,大约只有20%-30%,绝大多数不是饿死就是冻死。
至于最外围的企鹅会不会被冻死,这一点其实不需要太过担忧,就像人一样,热了就知道“哪里凉快哪里待着”,企鹅也是这样,它们并不会一直待在企鹅群中央,现在各地大型动物园可能就有企鹅,热的时候它们是怎么做的呢?跳进水里,或者趴在人类为它们提供的冰块上。
企鹅抱团能保存更多热量,中央温度甚至可以达到30℃,对企鹅来说已经很热了,因此会经常互换位置,热了去外边冻一会,冷了就往里边钻取暖,因此成年个体很难冻死。
企鹅取暖
企鹅抱团取暖是进化历程中掌握的生存策略,本身企鹅这种动物脂肪很厚,脂肪是油啊,油不算热的良导体,因此肥厚的脂肪层可能帮助企鹅适应寒冷,而且它们的羽毛还相互交叠,其中能保留一些空气,而羽毛下也有细碎的绒毛,更加增加了企鹅的抗寒能力,它们能够在-60℃的环境中行动自如,但是企鹅也不是不可能被冻死,主要是小企鹅,由于羽毛等结构还没长成,因此抗寒能力相对成年企鹅低不少。
抱团取暖
海拔更高、又是陆地,因此南极的温度比北极的温度低不少,南极的冬季有记录的最低温度是-89℃,企鹅抱团取暖的策略肯定是成功的,要不然它们也不会成为南极数量最多的大型动物之一。企鹅在演化过程中进化出了抱团取暖的策略,主要是为了企鹅种群的延续,比较典型的是帝企鹅。
企鹅取暖
帝企鹅选择了在更寒冷的季节孵化幼崽,可能是在这种环境下存活的幼崽更利于在南极寒冷的环境中生存,在产卵后由于透支了大量的体力和脂肪,雌性企鹅在产卵后回到海洋捕食,而部分雄企鹅则留下来,保护整个种群中的小企鹅,相当于开了家幼儿园,企鹅夫妇会将崽给留守的企鹅带着,具体做法就是将企鹅崽围在中央,由于大量企鹅聚在一起,相当于降低了企鹅群的表面积体积比,更不利于热量的散失,在企鹅群中央地方,温度甚至能够达到30℃,这个温度别说是企鹅了,就是人在那里待着问题也不大,前提是能够忍受企鹅的臭味。在冬季过去后,帝企鹅的体重会降低多至50%,寒冷对于体能的消耗是非常多的。尽管如此,企鹅幼崽也很少能够度过寒冷的冬天,大约只有20%-30%,绝大多数不是饿死就是冻死。
幼儿企鹅取暖
至于最外围的企鹅会不会被冻死,这一点其实不需要太过担忧,就像人一样,热了就知道“哪里凉快哪里待着”,企鹅也是这样,它们并不会一直待在企鹅群中央,现在各地大型动物园可能就有企鹅,热的时候它们是怎么做的呢?跳进水里,或者趴在人类为它们提供的冰块上。
“企鹅抱团取暖”是南极洲每年都发生,却是难得一见的盛况,因为此时正是南极最寒冷的时间段,极夜前后的南极,不是墨墨黑的黑夜就是昏暗的太阳还未从地平线上升起,即使人类的活动也受到限制!在零下五六十度的南极,抱团取暖外层的企鹅,不是会被寒风直接袭击么,为什么不会被冻死?
答案是不会,反而有可能被热中暑!是不是很神奇?这必须要从企鹅的身体结构与抱团取暖的科学性开始说起了!
企鹅在南极是一种什么存在?
企鹅是我们对南极各种企鹅的统称,但其实在南极企鹅种类挺多,有阿德利企鹅,还有帽带企鹅
企鹅,也有王企鹅等等,但只有帝企鹅玩这种看起来很无聊,却又是高难度的抱团取暖游戏,这倒不是帝企鹅智商高,因为其他企鹅在极夜来临之前就迁徙到温暖的非洲或者南美去了,再不济也跑到南极洲外围比较低纬度的浮冰或者岛屿上!
但只有帝企鹅却反其道行之,冬季反而深入南极腹地,夏季它们深处海边,大部分时候只需几百米就可以入海捕猎,但冬季过冬地,距离未结冰的洋面少则有数千米,多则数十甚至上百千米,这倒不是企鹅搬家了,而是冬季的冰面扩大,感觉像企鹅深入了南极腹地!
由于严冬来临,深入内陆,又担任孵蛋重任,所以雄企鹅无法觅食,只依靠浑身的脂肪艰难度日,为了节省能量消耗,帝企鹅们会聚集在一起,围成一个庞大的取暖阵!一般情况下无风的时候企鹅可能扎堆,也可能不扎堆,但风速一旦超过15米/秒,那么企鹅立马扎堆,而且温度越低,扎的堆越大!
这个堆自己形成的,没有企鹅会特别注意上风处和下风处,而且随着这个堆越来越大,企鹅还彼此聚拢密不透风,这还导致中心区域温度剧增,甚至能超过三十多度,这和外围简直是冰火两重天啊,外围的需要进来取暖,而中心的则要交流到外围去散热,因此整个取暖群会以一种非常自觉的行动模式,逐渐外围到中心的轮替过程!
这个企鹅群体大约会在半分钟内会有一个波动,这就是一次轮替小动作,整个群就是一次次的这种波动逐渐轮替的,但有时候会发生企鹅群一哄而散的情况,这不是太冷了要换地方,而是太热了,轮替太慢无法散热,所以中心的企鹅热得受不了了!
是不是非常有趣,不仅不会冻死,还可能会热晕,在极夜的南极,冰天雪地里,这不是讲故事吗?