Tatsächlich sind auch die Füße von Pinguinen kalt! ! !

Prüfungsexperte: Ran Hao

Bekannter Wissenschaftsautor

Wenn Sie Ihre Schuhe und Socken ausziehen und barfuß auf dem Eis stehen, wie viele Minuten können Sie durchhalten? Sie und ich sind alle sterblich. Wir können auf dem Feld wahrscheinlich 10 Minuten lang prahlen und dann nach einer Minute aufgeben – und das ist vielleicht das Ergebnis, das in einem warmen Raum erreicht wird – aber für einen Pinguin aus der Antarktis, geschweige denn in einem Innenbereich, ist es selbst in der extrem kalten Antarktis kein Problem, zwei Monate lang bei minus 59,4 Grad Celsius auf dem Eis zu stehen.

Die Frage ist also: Warum haben Pinguine keine Angst vor Kälte oder gefrorenen Füßen?

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Warum haben Pinguine keine Angst vor der Kälte?

Lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, warum Pinguine keine Angst vor der Kälte haben. Tatsächlich sind Pinguine wie Menschen warmblütige Tiere und müssen ebenfalls ihre eigene Energie verbrauchen, um Wärme zu erzeugen. Der Grund, warum sie keine Angst vor der Kälte haben, liegt natürlich darin, dass sie dicke „Pinguin-Daunenjacken“ tragen!

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Die Wärmedämmung des Pinguins ist viel besser als bei den auf dem Markt erhältlichen Daunenjacken. Obwohl es so aussieht, als ob es nur eine dünne Schicht Federn hätte, besteht es tatsächlich aus 4 Schichten „Wärmedämmmaterial“!

Lassen Sie es uns von außen nach innen vorstellen. Zunächst ist die äußerste Schicht eine schwarz-weiße „Federjacke“. Die öligen Federn der Pinguine sind sehr eng in überlappenden und dichten Schuppen angeordnet, wobei jeden Quadratzentimeter mehr als 70 Federn bedecken. Da diese Federn ölig sind, sind sie von Natur aus wasserdicht. Wenn Pinguine im eisigen Wasser bei Temperaturen unter Null „wintern“, kann das Meerwasser nur schwer eindringen und ihre Wärmedämmung nicht durchbrechen. Auch die schwarz-weiße Farbgebung des Pinguins ist etwas ganz Besonderes. Wir wissen, dass ein Teil des Lichts, das auf ein Objekt fällt, absorbiert und der andere Teil reflektiert wird. Dunklere Farben absorbieren mehr sichtbares Licht, daher tragen die schwarzen Teile dazu bei, Licht zu absorbieren, wenn die Sonne scheint, und wandeln es in Wärme um.

Die meisten Menschen würden wahrscheinlich nicht an die zweite Schicht des Wärmedämmmaterials denken, nämlich an Luft! Zwischen den Federn und der Haut befindet sich eine Schicht „Luftkleidung“. Dies sind nicht des Kaisers neue Kleider. Tatsächlich übernimmt die Luft die Funktion einer Isolierung und Wärmedämmung, da sie die Ableitung der im Körper entstehenden Wärme erschwert.

Die dritte Schicht ist die „Echtleder-Thermobekleidung“, also die Haut. Die letzte Schicht ist die Unterhautfettschicht des Pinguins, die 2–3 cm dick ist. Das ist ihr wärmster „Baumwollmantel“!

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Warum haben Pinguine keine Angst vor Kälte?

Als nächstes sprechen wir darüber, warum Pinguine keine Angst vor kalten Füßen haben. Freunde, die schon einmal Pinguine gesehen haben, wissen, dass diese zwar dicke „Daunenjacken“ tragen, ihre Füße jedoch frei liegen und keinerlei Haare haben, genau wie unsere. Tatsächlich sind ihre Füße auch sehr kalt, nur 1–3 °C, aber diese Temperatur beeinträchtigt die Bewegungen der Pinguine nicht.

Der Grund, warum Menschen nicht lange auf Eis stehen können, hängt mit der geringen Kälteresistenz unserer Haut zusammen. Wenn sich die Füße einer Person längere Zeit in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen oder hoher Luftfeuchtigkeit befinden, kommt es zu Krämpfen der Blutgefäße auf der Körperoberfläche, wodurch der Blutfluss verringert wird. Selbst wenn Sie sich zwingen, mehrere Stunden auf dem Eis zu stehen, werden Ihre Füße durch Gewebeischämie und Hypoxie und sogar durch Venenstauung geschädigt, was schließlich zu Erfrierungssymptomen wie Schwellungen, Juckreiz, Erythem und Geschwürbildung führt.

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Bei Pinguinen ist das jedoch anders. Ihre Füße bestehen hauptsächlich aus Sehnen, Zehenknochen und einer dicken Hautschicht. Die Muskeln, die die Bewegung steuern, befinden sich hauptsächlich in den Beinen, versteckt in dickem Fett und Federn. Unter der Haut der Fußsohlen befindet sich außerdem eine dicke Fettschutzschicht … Doch das sind nicht die wahren Geheimnisse des Frostschutzes der Pinguinfüße. Der Grund, warum Pinguine keine Angst vor gefrorenen Füßen haben, liegt darin, dass sie über ein spezielles Blutkreislaufsystem verfügen – ein Gegenstrom-Wärmeaustauschsystem .

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Wie bei Menschen und Pinguinen werden Blutgefäße in Arterien (rot dargestellt) und Venen (blau dargestellt) unterteilt. In einer kalten Umgebung fließt das arterielle Blut vom Körperkern in die Gliedmaßen und hat eine höhere Temperatur; Venöses Blut transportiert Blut aus den kälteren Gliedmaßen zurück in den Körperkern und hat normalerweise eine niedrigere Temperatur.

Da beim Menschen auch die Gliedmaßen selbst Wärme erzeugen, sinkt die Temperatur des menschlichen Blutes nicht so schnell, wenn es sich vom Herzen wegbewegt, was den Abfall der Bluttemperatur bis zu einem gewissen Grad verlangsamt. Wenn jedoch in der eisigen Antarktis der Temperaturunterschied zwischen den Füßen und dem Boden zu groß ist, kommt es leicht zu einem schnellen Wärmeaustausch mit dem kalten Boden, was zu einem schnellen Wärmeverlust im Körper führt. Um die Temperatur des arteriellen Blutes zu senken, bevor es zu den Füßen fließt, haben Pinguine eine Anordnung von Blutgefäßen entwickelt, die dem umgekehrten Wärmeflussaustausch dienen.

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Das Besondere an diesem System ist, dass die Arterien, die die Füße mit Blut versorgen, und die Venen, die zum Herzen zurückführen, miteinander verflochten sind, sodass die warmen Arterien rechtzeitig Wärme an die kälteren Venen abgeben können und die Temperatur des venösen Blutes schnell ansteigt. In ähnlicher Weise entsprechen die Venen auch einem „Kältemittel“, das die Temperatur des arteriellen Blutes schnell und umgehend senken kann. Auf diese Weise wird der Temperaturunterschied zwischen den Arterien, die zu den Füßen des Pinguins übertragen werden, und dem Boden verringert. Dadurch verringert sich auch der Wärmeverlust durch den Wärmeaustausch mit der kalten Eisoberfläche, sodass die Pinguine eine ausreichende Temperatur halten können und ihre Füße nicht erfrieren.

Bei extrem kaltem Wetter gehen Pinguine auf Zehenspitzen und stellen sich auf ihre Fersen, um ihre Kontaktfläche mit dem Boden zu verringern und so den Wärmeverlust zu reduzieren.

Pinguin läuft auf Absätzen Quelle | Internet

Wenn Sie also nicht so begabt sind wie Pinguine und den Trick, „Menschen mit Schönheit einzufrieren“, nicht beherrschen, müssen Sie dennoch darauf achten, sich in kalten Gegenden warm zu halten!