冬天一到,你是不是已经光速用一层一层的衣服把自己裹成了熊?然后一转头发现边上还有穿着秋装的小伙伴正一脸淡定地从你身边飘过,仿佛丝毫感受不到寒冷的侵袭……

先别急着吐槽自己弱不禁风、体寒体虚……这很可能不是你的问题,而是“身材”决定的。其实在自然界中,生物的抗冻能力和它们的体型有着千丝万缕的联系,今天,让我们请出北极地区的抗寒王者——北极熊来“现身说法”,聊聊如何get一个不怕冷的身材。

展品档案 ◐ 

【物种名称】

北极熊 Ursus maritimus

【分类】

动物界、脊索动物门、哺乳纲、食肉目、熊科、熊属

【分布地】

北极地区,⼤部分分布于加拿⼤和格陵兰岛附近,俄罗斯、挪威、美国阿拉斯加地区也有少量分布

【保护级别】 

易危(VU)

【所在展区】

1层生命长河展区

抗冻秘诀一:要变大

北极熊不仅是现存8种熊科动物里体型最大的,更是现存陆地上最大的肉食动物,一只成年北极熊的体重最多可达约700公斤,站起来约有3米高,就像一个会移动的“白色堡垒”一样。

上海自然博物馆生命长河展区熊岛展示了6种熊科动物

现生熊科动物共8种

为啥要长这么大呢?这就不得不提到“贝格曼法则”啦。简单来说,就是对于同一种恒温动物,越冷的地方个体通常就越大。因为体型越大,相对表面积就越小,热量散失就越慢。就好比一个大胖子和一个小瘦子站在寒冷的户外,大胖子肯定更抗冻。

而生活在热带和亚热带森林中“人里人气”的马来熊,就有幸成为了世界上体型最小的熊,平均体长仅有120~150厘米,体重不超过80公斤。

红圈里的小老弟就是马来熊了

来源:Twitte

抗冻秘诀二:要变短

这里的“短”是指身体突出部分,像耳朵、尾巴等。北极熊的耳朵小小的、圆圆的,尾巴也比较短。这就是“艾伦法则”在起作用啦。这个法则说的是,生活在寒冷地区的动物,它们的身体四肢、尾巴等突出部分往往比较短小。这样能进一步减少热量的散发

让我们再有请出马来熊,不难看出它们的四肢更为修长。

来源:britannica

按照这两个秘诀,我们就能勾勒出抗冻与怕冷人类的画像啦。赶紧 @ 身边的朋友,瞧瞧是否有同款!

从理论层面来讲,人类在一定程度上也遵循着这些法则,比如生活在寒冷地域的人们,大多身材较为高大魁梧,生活在温暖地域的人们很多身材较为矮小。

然而,这不能一概而论,毕竟族群因环境演化需漫长岁月,进入文明社会后,频繁迁移使基因交流加速,远超自然演化,导致这规律在人类身上变得复杂且不完全适用。

此外,还有许多因素也综合影响着人类的抗寒能力,比如体内脂肪的含量。

脂肪是良好的绝热体。它可以阻止身体热量的散失,就像给身体穿了一件“保暖内衣”。皮下脂肪越厚,隔热效果越好,能有效减少身体热量传导到外界环境中。

可是脂肪却不能快速产热,当体表温度下降到36°C后,人便会冷得直打哆嗦,这是骨骼肌在通过颤抖的方式增加身体的代谢产生热量,颤抖产生的热量大约是日常代谢产热量的四倍。

然而有些人天生连颤抖都比别人更有效率。研究表明,来自温带和北极地区的人天生就更会哆嗦,与非洲人相比,他们的骨骼肌对寒冷的颤抖反应要高很多。

当然,怕冷在性别上也有明显差异,虽然女性普遍体脂比例较高,但是基础代谢率较低,日常产热量较少,骨骼肌产热的速度也较男性更慢些,所以会更早感觉到寒冷,但是却能在较低温度下保持核心体温。

对于没有天生抗冻buff加持的怕冷星人来说,如果想像北极熊一样不怕冷,那只能运用最后一个大秘诀了……

抗冻秘诀三:要穿好

北极熊周身覆盖着厚厚的毛,看上去虽是白色的,实际却是透明的中空细管,毛发内部充满空气,空气导热性差,可降低热传导,阻止热量从北极熊身体散发到寒冷环境中 。

而我们人类的防寒利器——羽绒服就和北极熊的毛发有类似的效果,绒羽蓬松柔软,相互交织可以形成稳定的空气层,从而有效阻止热量散失。

总之,人类的抗寒能力受到诸多因素影响,虽不能完全像北极熊那般天生抗冻,但了解这些原理后,我们可以通过合理添衣、适当锻炼增加肌肉量、健康饮食维持体脂等方式来提升抗寒本领。

/ 走进展区系列 /

透过展品讲述自然历史,是自然博物馆的功能之一。从远古巨兽到现生动物,再到身边植物,展品不仅是自然的见证者,更是人类探索自然、认识生命的重要窗口。

在“走进展区”系列科普文章中,我们将把文字和展品结合起来,在上海自然博物馆中进行一场时空穿越,为您揭示它们背后来自过去的讯息与来自现代的知识,用文章见证天地间的山川草木、虫鱼鸟兽。

参考文献:

[1]Sessler, D. I. (2006). Perioperative thermoregulation, heat balance, and clinical outcomes. In Presentation at the 2nd International Meeting on Physiology and Pharmacology of Temperature Regulation. 

[2]Benzinger, T. H. (1969). Heat regulation: homeostasis of central temperature in man. Physiological reviews, 49(4), 671-759.

[3]Daanen, H. A., & Van Marken Lichtenbelt, W. D. (2016). Human whole body cold adaptation. Temperature, 3(1), 104-118.

/ 上下滑动查看更多 /

作者  裘颖莹

上海自然博物馆展教中心

科学审核  葛致远(上海自然博物馆展教中心 生物学博士)

编辑  叁陆柒

文章为上海自然博物馆所有
未经允许,禁止转载
想投稿吗?
投稿请戳lvluotougao@sstm.org.cn

免责声明:凡本站注明稿件来源为“科普中国”、科普类微信公众号及互联网的文章,其转载目的在于传递更多信息并促进科学普及,但并不代表本站赞同其观点或对其内容的真实性、准确性负责,亦不构成任何形式的建议。若需转载本网站所提供的内容,请确保完整转载,并明确注明来源及原作者姓名。未经许可,转载内容不得用于任何商业目的。任何单位或个人若认为本网站或其链接内容涉嫌侵犯其合法权益,请及时向本网站提交书面反馈,并提供身份证明、权属证明及详细的侵权情况说明。本网站在收到上述法律文件后,将尽快处理并移除涉嫌侵权的内容或链接。