審核專家：冉浩

知名科普作家

當(dāng)你脫掉了鞋子和襪子，赤腳站在冰面上，你能堅持幾分鐘呢？你我皆凡人，想必是吹牛10分鐘，上場1分鐘就敗下陣來——這可能還是在溫暖的室內(nèi)得到的成績——但如果你是一只來自南極的企鵝，別說室內(nèi)，就算極度嚴(yán)寒的南極，在零下59.4攝氏度的冰面上堅持站上2個月也不成問題。

所以問題來了，為什么企鵝既不怕冷，也不怕凍腳呢？

企鵝為什么不怕凍？

先來說說企鵝為什么不怕凍。其實和人類一樣，企鵝也是溫血動物，也需要靠自身能量的消耗產(chǎn)熱，之所以不怕凍，當(dāng)然是因為它們穿上了厚厚的“企鵝牌羽絨服”??！

企鵝的保暖裝備，可要比市面上賣的羽絨服保暖效果好得多了，別看它看似只有薄薄的一層羽毛，實際上它可是有著4層“保暖材料”呢！

我們從外向內(nèi)依次來介紹，首先，最外層是一件黑白拼接的“羽毛夾克”。企鵝油性羽毛的排列十分緊密，呈重疊、密集的鱗片狀，大約每平方英寸都覆蓋了超過70根羽毛，由于這種羽毛是油性的，天然具有絕佳的防水性，因此當(dāng)企鵝在零下的冰水中“冬泳”時，海水難以浸透，因而不會攻破它的保溫防線。企鵝黑白相間的配色也很講究，我們知道光線照在物體上，一部分會被吸收，另一部分會被反射。顏色越深吸收的可見光就越多，因此黑色的部分有助于在出太陽的時候吸收光線，從而將光線轉(zhuǎn)化為熱量。

第二層保暖材料應(yīng)該絕大多數(shù)人想不到，那就是空氣！在羽毛和皮膚之間，有一層“空氣衣”，這可不是皇帝的新裝，空氣實則起到的是絕緣隔熱的作用，使得體內(nèi)產(chǎn)生的熱氣不容易散失。

第三層才是“真皮保暖衣”，也就是皮膚。最后一層則是企鵝的皮下脂肪層，厚達(dá)2-3公分，這可是它們最暖和的“棉衣”！

企鵝為什么腳不怕冷？

接下來，我們來講講企鵝為什么不怕凍腳?？催^企鵝的朋友們都知道，雖然穿著厚厚的“羽絨服”，但它們的雙腳卻也和我們?nèi)祟愐粯?，是裸露在外一點毛也沒有的。所以實際上它們的腳也很冷，只有1-3℃，但這個溫度卻不會影響企鵝的行動。

人之所以不能夠在冰面上長時間站立，與我們皮膚耐寒性較差有關(guān)。當(dāng)人的腳長時間處于低溫或者潮濕的環(huán)境，體表的血管就會發(fā)生痙攣，使得血液流量減少。因此就算你強(qiáng)行在冰面上站上了幾個小時，你的腳也會由于組織的缺血缺氧而受到損傷，甚至靜脈淤血，最后出現(xiàn)腫脹、瘙癢、紅斑、潰爛等凍傷的癥狀。

而企鵝就不一樣了，企鵝的腳主要由肌腱、趾骨和一層厚厚的皮膚構(gòu)成，控制運動的肌肉主要位于腿上，隱藏在厚厚的脂肪和羽毛之中，在腳掌皮膚下面也長有厚厚的脂肪保護(hù)層……但這些都并非企鵝腳抗凍的真正秘訣，企鵝真正不怕凍腳的原因在于它們擁有一套特殊的血液循環(huán)系統(tǒng)——逆流熱交換系統(tǒng)。

人和企鵝一樣，血管分為動脈（紅色表示）和靜脈（藍(lán)色表示），在寒冷環(huán)境中，動脈血從身體核心流向四肢，其溫度較高；靜脈血則將血液從較冰的四肢送回身體核心，通常溫度較低。

對于人而言，因為肢體本身也會產(chǎn)生熱量，人體血液的溫度隨著遠(yuǎn)離心臟溫度下降的并不快，在一定程度上減緩了血液溫度的下降。但是，在天寒地凍的南極，如果腳部和地面的溫差過大，很容易與寒冷的地面產(chǎn)生快速的熱交換，從而使得身體內(nèi)的熱量迅速喪失，所以為了使得動脈血在流向腳部時先把溫度降下來，企鵝便進(jìn)化出了逆熱流交換式的血管排列。

這套系統(tǒng)的特別之處在于，向足部供血的動脈血管和返回心臟的靜脈血管糾纏在一起，使得溫暖的動脈血管能夠及時地將熱量傳遞給較冷的靜脈血管，靜脈血溫度則快速上升；同樣靜脈血管也相當(dāng)于一個“制冷劑”，及時使動脈血的溫度快速下降，這樣傳遞到企鵝足部的動脈血管與地面溫差減小，也就降低了與寒冷冰面熱交換帶來的熱量損失，使得他們能夠保持足夠的溫度，不至于腳被凍壞。

而當(dāng)天氣極度寒冷的時候，企鵝還會通過翹起腳尖，用腳跟站立的方式來減少與地面的接觸面積，從而減少熱量的損失。

所以，如果沒有像企鵝一樣天賦異稟，練成了“美麗凍人”的絕招，在寒冷的地區(qū)還是要好好注意保暖工作哦！