动物应对高温环境有高招
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◆◆◆ 文/王德华 我们大都体会过炎热夏天的高温天气:艳阳高照,热浪滚滚,大地像蒸笼一样。高温天气对人类生活和动物生存的影响是很大的,甚至是致命的。 脊椎动物中,只有鸟类和哺乳类(包括人类)是恒温动物,体温一般维持在35~42℃。一般情况下,恒温动物的体温要高于生存环境的温度,所以恒温动物调节体温的主要方式是保温(即减少热量散失)。包括人类在内的恒温动物,一般都具有较好的抵抗寒冷的能力。 但是,如果生活在干旱炎热的地区,特别是在严重缺水的环境条件下,恒温动物的体温调节就较为困难了。比如,人类正常体温是37℃左右(体表温度比体内温度低),如果环境温度超过了体表温度,那么不但我们体内多余的热量很难散发出去,周围的热量反而会进入体内,导致体温急剧升高,甚至会危及生命。 沙漠动物的抗热高招 对于生活在沙漠干旱地区的动物,它们有哪些高招来抵抗高温天气的威胁呢? 生物地理学上有著名的“艾伦规律”:恒温动物身体的一些突出部分,如四肢、尾巴、外耳等,在气候寒冷的地区有变短(小)的趋势,在气候炎热的地区有变长(大)的趋势。比如,沙漠干旱区的野兔和狐狸等,都具有较大的耳朵,耳朵大,散热面积就大。最近,科学家用红外热成像技术发现,非洲大象的大耳朵具有重要的散热功能,耳朵的温度比体表其他部位的温度低一些。 擅长抵抗干旱炎热环境的物种,最著名的当属有“沙漠之舟”美誉的骆驼。骆驼可在沙漠中长时间行走而不需要喝水。即使有喝水的机会,骆驼的饮水量也不超过自身的需求量。有意思的是,如果骆驼有喝水的机会,其体温昼夜变化的幅度很小(约3℃)。 更令人惊奇的是,骆驼在极度脱水的情况下,生存能力依然很强。比如,脱水情况下,骆驼白天的体温可以超过40℃,夜晚可降到34℃,能耐受较大的体温波动。骆驼主要依靠精细发达的生理机制,通过减少对水分的需求,在沙漠环境中生存下来。 适应沙漠高温干旱环境的小型动物中,典型的代表是栖息在美国西部沙漠的更格卢鼠。它们一生都可以不喝水,主要在夜间外出活动,白天则躲在相对潮湿阴凉的洞穴内,以逃避高温,同时减少水分散失。 更格卢鼠具有高效的节水能力。它们可以从取食的植物中获取少量的水分,又能利用自身消化食物(糖、脂肪和蛋白质的氧化过程)时释放的水(称为代谢水),同时通过排出干燥的粪便和形成高浓度的尿液等,以减少水分的散失,保持体内的水分平衡。 高温对大脑的损伤 高温天气可能对动物大脑造成损伤,那么栖息在沙漠中的山羊、羚羊、绵羊等动物,如何应对高温环境?它们依靠体内一个叫作颈动脉网的特殊结构,这是由脑下部的小动脉组成的一个网状结构。由于供给大脑的血液来自颈动脉,动脉血经过颈动脉网的时候,与从鼻腔流过来的冷却的静脉血进行逆流热交换,这样就降低了进入脑部的血液温度,避免大脑遭受高温损伤。比如高温环境中的绵羊,进入其脑部血液的温度比来自心脏的血液温度低3℃。 全球变暖是当今世界关注的重要环境问题,对人类和其他动物的生存影响很大。动物要想适应环境变化,需要在行为、形态和生理功能等方面进行调节。虽然人类不具备野生动物适应高温环境的那些高招,但是了解野生动物的生存方式和机制,将对提高人类的生存能力有所启发。 |
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