企鵝的腳為什么不怕凍

[英] 米克•奧黑爾 王鳴陽

南極的企鵝在冬季長時間踩在冰雪上，它們的腳為什么不會凍壞？

企鵝同其他生活在寒冷地區的鳥類一樣，都已經適應了寒冷的氣候，能夠盡可能少地散失熱量，保持自己身體主要部分溫度在40℃左右。但是它們的腳卻很難保暖，因為腳上既不長羽毛，也沒有鯨脂一類脂肪的防護，而且還有相對來說很大的面積。

于是，企鵝通過兩種機制來防止腳被凍壞。一種機制，是通過改變向雙腳提供血液的動脈血管的直徑來調節腳內的血液流量。當寒冷時，減少腳部的血液流量；當比較溫暖時，增加血液流量。其實我們人類也有類似的機制，所以我們的手和腳在我們感到冷時會變得蒼白；當覺得暖和時，則變得紅潤。

此外，企鵝在其雙腳的上層還有一種“逆流熱交換系統”。向腳提供溫暖血液的動脈血管分叉為許多的小動脈血管，同時，在腳部變冷的血液又通過與這許多動脈小血管緊挨在一起的數目相同的靜脈小血管流回。這樣，動脈小血管內溫暖血液的熱量就傳遞給了與之緊貼的靜脈小血管內的逆流冷血，結果，真正帶到腳部的熱量其實是很少的。

在冬季，企鵝腳部的溫度僅保持在冰點溫度以上1～2℃，這樣就最大限度地減少了熱量散失，同時也防止了腳被凍傷。鴨子和鵝的腳也有類似的結構，但是，若把它們圈在溫暖的室內飼養，過幾個星期再把它們放回冰天雪地里，那么它們雙腳貼地的一面就會被凍壞。這是因為它們的生理活動已經適應了溫暖的環境，通向腳部的血流實際上已經被切斷，此時再回到寒冷環境，腳部的溫度就會下降到冰點以下。……