社会体温调节:为什么企鹅挤在一起?

动物进化出了不同的机制来应对它们所生活的栖息地的条件。骆驼有驼峰,可以储存维持它们数天、数周或数月的食物。北极熊的身体上覆盖着皮毛,可以起到隔热作用。鲸鱼有鲸脂(皮下的一层脂肪),可以在寒冷的海水中生存。

这样的例子不胜枚举……与此同时,我们来自南极洲的朋友有另一种方法来保暖。当然,我说的是企鹅!他们使用的机制特别有趣——挤在一起。


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什么是“Huddling”?

柯林斯词典将“huddling”定义为“坐下”靠近其他人站着或躺着,尤其是受到惊吓或感到寒冷时。”

这正是南极帝企鹅为了生存而做的事情。乍一看,企鹅们似乎正在一次大型集体会议上讨论一些重要的议程项目。

企鹅群通常有很多个体。 (图片来源:twenty20)

有时,企鹅会聚集成一大群,并保持这种状态一段时间。他们尽可能地挤在一起。然而,他们并没有保持静止。队形外缘的企鹅经常改变位置,同时保持群体的整体形状。问题是,他们为什么这么做?

挤在一起的原因

社交体温调节。这是一个非常简单、不言自明的现象。它通常意味着通过肌肤接触产生温暖。小组工作组全体成员有选择地保存身体热量。

更准确地定义它,“社会体温调节是一种合作策略,动物在应对低环境温度时积极聚集,从同种动物的温暖中受益。”

有趣的是,社会体温调节体温调节不仅仅存在于企鹅身上。某些爬行动物、鸟类和哺乳动物也用它来度过寒冷的天气。企鹅在任何地方聚集在一起的时间可能会持续几分钟到几个小时,具体取决于天气状况。

企鹅们挤在一起取暖。

企鹅群可以容纳数百只企鹅,所有企鹅都穿着黑白制服紧密地站在一起。挤在一起是保护自己免受南极洲寒风和零度以下气温影响的主要策略。

通过挤在一起,企鹅减少了它们的集体表面积与体积之比。该比率越低,热量损失就越少。

生活在南极洲的帝企鹅在栖息地的恶劣天气下在没有巢穴的情况下孵化蛋。雄性企鹅承担起这个责任。由于卵没有巢,它们不能被忽视,因此雄性必须长时间禁食。

在这个繁殖期,在没有食物的情况下保存体温成为一个巨大的挑战。在这种情况下,拥挤的会议可以发挥作用。通常,雄性企鹅会聚集在企鹅群的中心,那里的温度最高。

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挤在一起能有多温暖?

研究发现,环境温度团块温度至少达到 20°C。难以置信,对吧?从环境温度低至 -60°C 到零以上 20°C!更令人印象深刻的是,企鹅群的中心温度可能达到 37.5°C(接近企鹅的首选体温)。

本质上,分享和关怀是企鹅的座右铭!通过分享他人的体温来照顾他人。通过这种方式保存体温,企鹅可以降低体温和代谢成本,以有利于它们在禁食季节的生存。由于禁食季节可长达 120 天,这一点变得至关重要。

企鹅大约 90% 的时间要么挤在一起,要么在有食物的地区度过。温度相对较高,如海岸 (-10°C)。为了保存热量并防止热量快速传递,企鹅的羽毛、皮肤、羽绒和滞留空气具有一流的隔热性能。

天气可能会变得非常温暖,以至于企鹅最终会从它们的巢穴中挣脱出来。只要有几只鸟离开鸟群,就会导致整个鸟群解体,只能重新重组一旦恢复对温暖的需求,就可以喝水。

企鹅由于挤在一起而节省的能量是相当令人印象深刻的。研究人员计算出,一群企鹅比小群企鹅节省 26% 的能量。不仅如此,当企鹅暴露在 4.9 m/s 的风速下时,它们比孤立的企鹅多节省了 32% 的能量!

企鹅的体温仅下降 1°C,就会贡献约 7能源成本降低-17%。挤在一起使企鹅暴露的表面积减少了 74%。暴露的表面积较少意味着冷风的影响较小,并且产生的热量增加。

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抱团的形状

正如前面提到的,这些抱团并不是一动不动的。运动ent 缓慢但持续。风速和风向对其形状和运动有明显影响。缓慢而稳定地,位于簇中心的鸟儿几乎没有暴露在风中,它们被转移到更暴露的位置,而那些位于外缘的鸟儿则向内移动。

从数学上讲,六边形形状在平面上形成最密集的堆积。事实证明,这也是企鹅蜷缩在一起的形状!企鹅也学数学吗?

最初,企鹅群的形状是不规则的,但随着迎风面的企鹅向背风面移动,企鹅群就呈现出六边形的形状。还有证据表明,聚集体会根据主导风的方向来回移动。

风、太阳辐射和环境温度是导致企鹅聚集的主要因素。分析还表明,企鹅更喜欢挤在一起,而不是自由自在。聚合。这也有助于在人群中和周围持续移动。

结论

企鹅面临着世界上最恶劣的天气条件。除了皮下脂肪和羽毛层提供的隔热作用外,在寒冷和禁食季节,挤在一起对它们也有很大帮助。因此,下次您遇到一大群企鹅时,请记住,它们聚集在一起不是为了互相分享八卦,而是为了帮助保存热量!

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