Общ

Защо краката на пингвините не замръзват?: Забележителна еволюционна адаптация


Пингвините често се търсят като очарователните императори на Антарктика, носещи смокинг. Въпреки че има 17 различни видове, може би най-известните са не друг, а Императорски пингвин. Нелетящите птици са известни със своята забележителна способност да оцеляват при температури доста по-ниски -40 градуса по Целзий. Те постоянно стоят на лед по цял ден, което поражда въпроса, защо краката на пингвините не замръзват?

В Антарктика става доста хладно. За да оцелеят при минусовите температури, пингвините са приспособили уникална техника, за да предпазят краката си от замръзване.

Гениалното решение за предпазване на краката на пингвините от замръзване

Императорските пингвини прекарват целия си живот в борба с хладните температури в Антарктика. Подобно на всяко друго топлокръвно животно, те си правят топлина, като метаболизират храни.

В Антарктика обаче пингвините трябва да използват други иновативни стратегии, за да предпазят крайниците си от замръзване. Изолиращ слой оперение (плътно покритие от пера) от външната страна, а отдолу друг слой мазнини предпазва тялото на пингвина от студа.

Въпреки това, мазнините и перата не съществуват на краката на пингвините. За да ги затоплят, те използват уникална еволюционна техника.

Магията зад поддържането на тялото на пингвин в топло разчита на забележителната им способност да поддържат краката си точно над температурата на замръзване. Мускулите им са сгушени в телата им, предпазвайки ги от студа. Дълги и здрави сухожилия се простират до краката им, за да контролират движението. Сухожилията им са дебели и не се повлияват толкова лесно от студа.

Изпомпването на топла кръв през краката им обаче ще доведе до излъчване на топлина в земята. За да предотвратят това, пингвините използват система, известна катопротивотоктоплообмен. Преди топлата кръв да достигне краката им, кръвоносните съдове, пътуващи до краката, се увиват около съдовете, които се връщат нагоре. Използвайки този метод, кръвта, която тече към краката им, изхвърля топлината в кръвта, връщаща се обратно в телата им.

Системи за токов обмен на токове на краката на пингвините: Съдовете се увиват един около друг, за да обменят топлина, преди тя да бъде загубена на земята. [Източник на изображението: SciShow чрез YouTube]

По-долу Ханк Грийн, водещ на SciShow, обяснява забележителния процес.

Други уникални техники за запазване на топлината

Невероятната противотокова система за топлообмен, която пингвините използват, не е единственият забележителен процес, който пингвините използват, за да задържат студа.

Според проучване, публикувано през 2013 г., пингвините имат още един трик в ръкавите си.

Изследването съобщава, че императорските пингвини поддържат температурата на телесната повърхност под температурата на въздуха около тях. Въпреки че изглежда неинтуитивен, този допълнителен процес им позволява да постигнат най-добрия суров антарктически климат.

Като поддържат слоя си оперение по-хладен от външните температури на въздуха, учените, разследващи пингвините, откриват уникален ефект, който позволява на птицитепечелят топлина.

Получаване на топлина чрез охлаждане

Докато пингвините губят част от топлината си чрез изолационния си слой на оперението, поддържането на перата им по-хладно им позволява да получат малко количество енергия обратно чрезтермична конвекция.

Термичната конвекция е процес на предаване на топлина чрез движение на течности. Процесът работи, като абсорбира част от топлината от периодично по-топлите пориви на въздуха, като същевременно предотвратява въздуха да абсорбира топлината от телата им.

Списанието Smithsonian описва,

„Докато студеният антарктически въздух обикаля телата им, малко по-топъл въздух влиза в контакт с оперението и отдава малки количества топлина обратно на пингвините, след което се отклонява при малко по-студена температура.

Термичните изображения на ято пингвини разкриха невероятните открития.

[Източник на изображението:Университет на Страсбург и Национален център за научни изследвания (CNRS) чрез списание Smithsonian]

След проучване на резултатите изследователите откриха, че оперението на пингвините остава с няколко градуса по-студено от температурата на въздуха.

По време на измерването температурата навън беше около -17 градуса по Целзий. Оперението на пингвините на главите, гърдите и гърбовете им обаче беше -19, -22, и -23 градуса по Целзий съответно.

Компютърни симулации потвърдиха, че част от топлината се получава обратно чрез токове на топлинна конвекция.

Въпреки че резултатите бяха минимални, в Антарктика, където пингвините живеят при температури под -40, всеки градус има значение.

Императорските пингвини са наистина забележителен вид. Техните уникални адаптации са позволили на поколения пингвини да преодолеят студа дори в най-лошите условия. Видът живее взискателен живот; те изминават над 100 км до местата за хранене и трябва да оцелеят в най-тежките метеорологични условия в света. Въпреки това техните невероятни крака и уникално оперение тепърва ще бъдат осуетени от майката природа.

ВИЖТЕ СЪЩО: Биомимикрия: Най-искрената форма на ласкателство

Написано от Maverick Baker


Гледай видеото: Funny penguins on the video for fun music! (Юни 2021).