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北極熊為什麼能生活在寒冷的環境下?

2018-09-29
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北極熊為什麼能生活在寒冷的環境下?

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北極之王——北極熊,生活在北極附近的海岸或島嶼地帶,全年經受嚴寒考驗。 那麼北極熊為什麼能生活在寒冷的環境下呢?這其實與北極熊身體的結構、形態和其生活習性密切相關。

我們從北極熊體內的物質組成説起。

成年北極熊的主要食物來源是富含鯨脂的海豹,使它們得以構築起厚厚的隔熱層,以至于體重的50%都是脂肪,且脂肪主要分布在北極熊的皮下,高含量的皮下脂肪層為北極熊抵禦寒冷提供了條件。 因為脂肪是生物體內良好的儲存能量並供給能量的物質,1克脂肪在體內被徹底分解可産生38千焦(9千卡)的能量,比1克蛋白質或1克糖類化合物高1倍多。

而且脂肪是不良導熱物質,能有效地起到隔熱作用,非常厚的皮下脂肪減少了北極熊體內的熱量散失,有效抵禦了嚴寒。

其次,北極熊抵禦嚴寒的秘密與其特殊毛皮密不可分。 北極熊的毛看似“白色”,但通過電子顯微鏡觀察會發現,它們實則為空心結構,毛內不含有任何色素體,呈透明狀態。

而看上去是其體毛呈白色是因為毛管內表面比較粗糙,以致光線折射的光線較為淩亂。 研究人員研究發現,這種特殊的毛管能夠使紫外光沿著芯部通過,幫助北極熊將照射在它身上的光,幾乎都吸收進體內增加其體內的溫度。 通過對北極熊毛皮研究,我國科學家模倣北極熊毛發結構,研制出一種有序多孔的隔熱保溫織物,該物質的導熱係數比北極熊的毛發更低,保暖性能甚至優于北極熊毛,在工業、軍事領域都有著廣闊的應用前景。 同時北極熊體毛非常長且被一層油脂覆蓋,不易被冰冷的海水浸濕。 而且體表“白毛”下的皮膚為黑顏色,可以最大限度利用太陽能,毛皮還非常隔熱,減少了體內熱量的散失。

可以説北極熊的毛皮是世界上最保暖的毛皮之一。

此外,北極熊一生中大約67%的時間處于“靜止”狀態,並在北極進入最冷的時期時開始冬眠,最大限度減少了其體內能量的損耗,以保留更多能源物質以維持體溫。 總之,北極熊在進化中形成了多種獨特的身體結構、形態和生活習性,保證産熱的同時減少散熱,在北極惡劣的低溫環境下生活。 本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創,轉載時務請注明出處。

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