企鵝抱團取暖時,最外層的難道不會被凍死嗎?

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不僅不會,反而有的企鵝會因為太熱而暈倒,抱團取暖一般是指帝企鵝,由於帝企鵝常年生活在南極大陸,所以為了在極度嚴寒的環境當中活下去,帝企鵝經常成群的聚集在一起。

那麼據相關的數據顯示,在-25℃的無風環境當中,帝企鵝有80%的幾率會聚集在一起,而一旦起風了或者風速較快,帝企鵝就有98%的幾率會聚集在一起。

那麼問題來了,有沒有可能哪隻帝企鵝偷偷跑到最中間呢,畢竟待著最裡面肯定最暖和,答案是有,但待著最裡面的都是帝企鵝的幼崽。

由於這些幼崽的抵抗能力最弱,所以每當帝企鵝抱團在一起的時候,幼崽都是被圍在最中間的,那麼除了帝企鵝的幼崽之外,基本上不會有那隻帝企鵝刻意的躲在最裡面,因為最裡面的溫度實在太高了。

一般來說當幾百只,甚至幾千只帝企鵝聚集在一起的時候,其中心的溫度能到到三十多度以上,如此之高的溫度會讓企鵝不停的更換位置,於是自發的內外交換就這麼產生了。

但這種內外的交換有時候太慢了,導致裡面的企鵝無法及時的散熱,於是企鵝群就會選擇一鬨而散,另外有些被擠在中間企鵝由於是在太熱,它們經常會熱的趴下來吃雪,所以只要帝企鵝抱團在一塊,怎麼散熱才是它們最大的問題.........


種植恆星


1.探秘帝企鵝的主要死亡原因

帝企鵝最主要的死因在於它還是個蛋的時候!

圖1.帝企鵝生命的第一道坎——出生

似乎為了證明自己強大的血統,帝企鵝的交配和育兒期是在南極的冬天(全球最冷地帶的最冷時刻)。

(真實原因是為了小企鵝褪毛後,雄性企鵝,也就是奶爸能更快補充能量,保護種族的存活率。因為雌性企鵝回來後,雄性企鵝趕往海邊是最容易快速捕到足量魚的)

雌性企鵝懷孕生蛋後,會將蛋傳遞給雄性企鵝,因為沒有手,蛋會先滾落到冰冷至極的地面,然後雄性企鵝笨拙地用雙蹼夾起來,如果這個時長超過20秒,企鵝蛋內的小生命就會死亡。

根據科學家的統計,這死亡20秒的蛋存活率不足50%。記住這個比例,後面還要繼續下降!

圖2.雄性帝企鵝撿蛋的驚魂20秒——和死亡賽跑

許多蛋已經明顯凍壞的父親,以及同性戀帝企鵝(有一定比例),會選擇把“死蛋”/石頭夾起來孵化,做一個美好的夢,欺騙自己。

圖3.兩隻雄性同性戀帝企鵝伴侶——搶孩子或者孵“石頭”的宿命。

更可怕的是,有些父親還會去搶別人家已經穩穩當當在父親雙蹼裡孵化的企鵝蛋。這樣的搶奪,會讓更多小企鵝還沒出生就死亡。

從蛋到企鵝的過程,存活率在35%左右。

2.帝企鵝不怕寒冷的秘密武器

a.脂肪

肥碩的身軀,是企鵝家族中個體最大的物種,一般身高在90釐米以上,最大可達到120釐米,體重可達50千克。這是抵禦寒冷的第一個妙招。

它們接近體表的脂肪層達到3-5釐米,脂肪越厚/體格越碩大,越容易活下去。

b.雙層毛

帝企鵝的羽毛分為內外兩層,外層是細長的管狀結構,內層是纖細的絨毛。所以它們能量流失非常少。

c.抱團

這是題主問到的,大寒潮來臨的時候,帝企鵝抱團,其外層的帝企鵝會凍死嗎?

圖4.帝企鵝遭遇寒潮時的抱團取暖策略

答案是幾乎不會!

因為有了前面的a/b兩點,帝企鵝禦寒能力很強。其次,它們抱團不會站著不動,而是你蹭蹭我,我蹭蹭你,外層向裡走,裡層往外走的。這樣輪流下來就好多了。

但,每次寒潮來臨的時候,還是會死很多生命。

原因在於——帝企鵝爸爸可能會把小企鵝或者企鵝蛋弄掉到地上,這時候它們本能去撿,慌亂裡會出現踩踏。很可能父子雙亡。

此外——可怕的不是低溫,是高溫。帝企鵝保暖能力過強,抱團取暖的時候,中心內部的溫度甚至能達到40攝氏度以上,不耐熱的可能沒來得及出外層,就被熱到中暑而昏厥,甚至死亡。

3.這麼冷的天,帝企鵝寶寶怎麼孵化的?

帝企鵝的第三個神招——

育兒袋。

圖5.帝企鵝的育兒袋

帝企鵝的育兒袋佈滿血管,會讓蛋或者小企鵝,在環境溫度零下40攝氏度的情況下,體驗到36攝氏度的恆定溫度。

綜上,帝企鵝想要長大,面臨的困難太多了,但抱團取暖外側凍死,不在其中之一。

引用資料:

《南極帝企鵝遭遇繁殖危機》,南極科學,Philip N. Trathan。

圖片部分來自網絡。


不入流的大劉


企鵝抱團取暖的時候,外層當然不會凍死,要是真是這樣的話,那麼這個世界就不會有企鵝這種物種了。仔細的人可能會發現企鵝抱團取暖的時候,其實整個企鵝群是有緩慢移動的,那麼這就是最外層的企鵝不會凍死的主要原因。

企鵝在抱團取暖的時候,其實每個企鵝都在緩慢的移動,不過這種移動不是非常明顯,可能很多人都沒有注意到。在這個挪動的過程中,裡面的企鵝就會慢慢的挪動到外面,最外層的企鵝也會慢慢的挪動到裡面。

在企鵝抱團取暖的時候,由於熱量沒有那麼容易散出去,所以熱量積累會逐漸升溫,裡面的企鵝忍受不了這個溫度自然也會慢慢的往外挪,就這樣外面的企鵝也慢慢的往裡面挪,所以企鵝才不會凍死。

企鵝的這種抱團取暖方式很特別,它們在抱團取暖的時候也會很自覺的往外移動,所以外層的企鵝並不會因為長期站在最外層而凍死。


科學日記


其實是不會的。

有看過《人與自然》紀錄片的朋友應該有見到這樣一群畫面,上百萬的企鵝在南極的寒風中擠成一團,以孵化企鵝蛋。這些擠在一起的企鵝大概30到60秒變換一次隊形,以保證每個企鵝都能有機會在整個抱團溫暖的中心。企鵝們抱團取暖的秘訣在於,保持正確的隊形,如果企鵝們站得太鬆,就不足以保持足夠的熱量。但是如果他們擠得過緊,則不能有效變換隊形,邊緣的企鵝可能得不到足夠的熱量。那麼為什麼它們會抱團取暖呢?

那是因為企鵝生活在南極,南極氣候條件極其惡劣,由於海拔高,空氣稀薄,再加上冰雪表面對太陽輻射的反射等,使得南極大陸成為世界上最為寒冷的地區,其平均氣溫比北極要低20℃,年平均溫度在零下20度,甚至能達到零下50度。儘管企鵝已經習慣了低溫生活,但是它們也有承受的極限。當然,有些脂肪厚的企鵝,它根本就不怎麼冷,有時候在企鵝堆的裡層,裡面的溫度甚至可以達到30多攝氏度,那對於這些企鵝來說可不好受,熱的恨不得吃幾口雪來降降溫。



而且數據顯示,企鵝們每一分鐘大約移動10到20釐米腳步,這樣可以保持整個隊形的鬆緊適中,變換隊形也使得企鵝輪換出現在抱團最溫暖的中心,企鵝們從一頭進入,到達中心,再從另一頭出去。這種緩慢的行進還讓許多企鵝的小群體能夠組成一個大的抱團。

所以說它們其實是輪流交替,非常井然有序。


超弦


這是個很有意思的問題,因為企鵝生活在地球上最冷的地方-南極。南極的全年氣溫低至零下二十五攝氏度左右,最冷的時候甚至能達到零下六十攝氏度。在這個極端的環境下,即使是土生土長的南極動物也有受不了的時候,在這個時候,企鵝們就會抱團取暖。但是,問題來了,既然是抱團取暖肯定就有外層的企鵝,它們是如何保證不被凍死的呢?我們一起來探討一下這個有意思的問題。

首先,我們來看看企鵝什麼情況下會抱團取暖?

01 南極的企鵝

企鵝屬於鳥綱企鵝目動物,雖然屬於鳥綱,但是它與鴕鳥一樣都是不會飛的“鳥”。而鴕鳥不會飛是因為進化出了高速奔跑的能力,而企鵝不會飛則是由於它進化出了出色的游泳能力,所以企鵝是一種遊禽。

企鵝是自然界中少有的僅有兩肢,且兩肢可以站在的動物之一,與大多數的鳥類一樣,企鵝還是有著一對翅膀的。但是不同的是,企鵝的翅膀比較的短,而且上面的羽毛也很短。由於企鵝的翅膀與魚鰭的形狀很接近,所以企鵝非常擅長游泳。

現存的企鵝有6種不同的屬,6種屬下又分為18個種25個亞種,它們大都生活在南半球。其中生活在南極的企鵝有7種,其中數量最多的就是帝企鵝、南極企鵝、王企鵝。

(帝企鵝)

02 由於企鵝的種類比較多,我們就拿帝企鵝抱團取暖來說一下吧

南極並沒有四季的說法,但是卻有暖、寒兩季。南極的暖季大約在每年的11月到次年的3月,暖季南極的外圍平均氣溫在零下十攝氏度左右,內陸氣溫大約在零下25攝氏度左右。一旦到了暖季,企鵝們就停不下來了,因為短暫的四個月,它們除了要儘可能的多吃以外,它們還要儲備大量的脂肪和食物來抵抗即將到來的寒季。

到了每年的4月份,南極正式迎來了寒季,南極外圍的氣溫驟降到平均零下二十五攝氏度左右,內陸氣溫也降到了零下50度左右,最冷的時候能達到零下70攝氏度。

在寒季到來之前,儲備滿能量以及足夠反芻食物的企鵝們會組成龐大的企鵝群向著內陸地區邁進,因為再過不久就是雌企鵝的產卵期,而內陸地區鮮有能夠威脅到企鵝寶寶的天敵存在,比如南極大韄(huo)。

僅從外圍走到內陸,企鵝大軍就需要接近一個月的時間,到了繁殖地,雌性企鵝開始孵蛋,同時暴風雪悄然而至。由於異常的寒冷再加上僅靠自己體內的能量維持,雌性企鵝在完成產卵後就不得不再次冒著寒風返回沿岸地區補充食物,這一來一回就至少是兩個月的時間。

此時,孵蛋的任務就交到了雄性企鵝的身上,孵蛋的時間大約是1-2天,企鵝寶寶孵化成功後,通常會躲在雄性企鵝的身下保持體溫,而食物則是雄性企鵝儲存在身體內通過反芻得來的食物。

但是,隨著嚴寒的加劇,內陸地區的溫度驟降到零下50攝氏度以下,這個時候,剛剛出生的小企鵝僅靠雄性企鵝的體溫已經很難維持了。

這個時候,企鵝大群體的抱團取暖就正式開始了。

(企鵝身下的小雪球就是嚴寒下被風雪蓋住的小企鵝)

03 企鵝抱團取暖的方式

企鵝們抱團取暖的內部並不是先到先得的,而是企鵝們小企鵝們去到“團”的最中心位置。這是自發的,也是自願的。所有的雄性企鵝會自發的站成一團團的將自己的孩子們保護在最溫暖的中心位置。而小企鵝們會在最中心的位置也抱成一個小團,互相取暖。

這種方式極大的保證了企鵝後代的生存幾率,而且成年的企鵝們由於抱團取暖也能度過這最嚴寒的時刻。

(被包圍在中心位置的小企鵝們)

那麼,抱團取暖時,外圍的企鵝是如何生存的呢?

上面我們說過,小企鵝的食物全部來源於雄性企鵝的反芻。而剛出生的小企鵝每天都需要進食,這也就需要自己的爸爸來餵食。所以這個團並不是不動的,最裡面的雄性企鵝喂完自己的孩子之後,外圍的企鵝會往裡走,裡面的會向外走,這也就完成了一次更替。而這種更替每天都需要進行一次,所以,企鵝的抱團取暖是沒有絕對的外圍的,它們在一直更替。

所以,外圍的企鵝是不會被凍死的。

值得一提的是,雄性企鵝需要在不進食的情況下,連續反芻兩個多月,這兩個月加上自身的消耗,加上反芻的食物,雄性企鵝已經飢腸轆轆了。此時補充完自身的能量而且儲備了食物的雌性企鵝已經踏上了歸途,它們必須馬不停蹄的向內陸進發以接替已經完全沒有食物的雄性企鵝。

當雌性企鵝回到族群時,雄性企鵝馬上就會向沿岸地區進發,它們實在是太餓了,急需補充能量。

以上就是企鵝們為什麼會去到更加寒冷的內陸的原因,以及它們如何撫養子女和抱團取暖的全部內容。

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總結

企鵝們為了自己即將出生的孩子選擇了更加寒冷的內陸地區,極度的嚴寒使它們為了保護自己和孩子選擇了抱團取暖,而在整個過程中,雄性企鵝可謂是功不可沒,它們一切都為了孩子。這父愛如山!


獵奇動物社


答:企鵝是群居動物,而且群體意識很強,在非常寒冷的時候,企鵝們會挨在一起相互取暖,並以一定的小碎步移動位置,使得每一隻企鵝,都能來到中間躲避嚴寒。


這個問題提得有意思,如果最外層的企鵝因為寒冷被凍死,然後企鵝一層接一層倒下,估計企鵝早就滅絕了,實際情況並不是這樣的。

在南極寒冷的時候,企鵝會聚在一起取暖,隨著溫度的降低,聚集的企鵝也越來越多,捱得也越來越緊,之所以最外層的企鵝不會被凍死,原因有這麼幾點:

(1)企鵝皮膚下有厚厚的脂肪,最長能100多天不進食,還能抵禦南極的寒風,最外層的企鵝在極寒下也能堅持一段時間,實在堅持不住後,就會使勁往裡鑽,把其他企鵝換到外面;

(2)企鵝群會保持一定的小碎步,整體緩慢地移動,移動速度大約一分鐘十幾釐米,這種移動能交替改變外層企鵝的位置,從而使得每隻企鵝都有機會來到中間躲避嚴寒;

(3)由於熱量的積累,中間能達到30℃以上,這會讓中間的企鵝感覺太熱,於是中間的企鵝經常伸出頭來散熱,或者移動來給自己降溫,使得企鵝群逐漸散開,外層企鵝也就有機會擠進來;

正是以這樣的合作方式,企鵝群才得以在極寒的南極生存。


小企鵝會緊緊依偎在父母的腹部下方和雙腳之上(雄帝企鵝有一塊佈滿血管的的育兒袋),不過企鵝群在移動時,對小企鵝來說是非常危險的,一旦企鵝媽媽摔倒或者和小企鵝走散,就有可能壓死小企鵝。


意外還是有的,比如下圖,就是BBC紀錄片拍攝到的,企鵝媽媽不慎和小企鵝走丟,最後小企鵝被凍死的情景。


企鵝媽媽望著死去的小企鵝,久久不肯離去,而同伴在一旁安慰它。


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艾伯史密斯


你覺著是企鵝的腳在地下生根了,還是地上的雪把企鵝的凍住了,都是活生生的動物,最外圈的怎麼可能會凍死,那豈不是全體抱團企鵝都要團滅,從外到裡,一層一圈的慢慢的都凍死?

很顯然,這是不可能的,那麼一大群抱團的企鵝到底是如何度過嚴寒的呢?

首先來看企鵝的基本裝備——它身體裡的那層脂肪以及防寒的羽毛。這兩樣裝備就是為了寒冷而準備的,保溫效果自然不用多言,也就說對於一般的寒冷天氣,抱團取暖是基本不會出現的。

不過一旦遇到嚴寒天氣,個體的力量是有限的,那麼三五成群的企鵝就會達成共識,大家相互擠擠,有暖大家一起享。

而一旦抱團,那麼自然就會有一圈企鵝要留在最外層,相比於內部成員來說,這圈企鵝享受的熱量就比較少,時間久了自然還是會感到冷,那麼該怎麼辦呢?

很簡單,移動位置換到裡面不就結了嗎?沒錯,實際情況就是這樣,抱團的企鵝群並非一直處於靜止狀態,其實它們一直都處於緩慢移動的狀態,內部成員和外部成員都是相互輪流的,雖然你外部冷,但我內部也熱啊,出來透口氣也是需要的,所以二者一拍即合,大家都輪流一下就行了。

所以這個問題實際上很簡單,因為企鵝是活的,它們之間也會相互輪換位置,因此不會出現外層企鵝全被凍死的現象。

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賽先生科普


這個問題,可以從熱傳導的角度來考慮。企鵝自身會產生熱量,企鵝的羽毛會保護熱量儘量不流失。單個企鵝時,外層羽毛在保護著企鵝的熱量。而企鵝抱團時,外層企鵝的背部在流失熱量,其餘部分幾乎不流失熱量。所以,抱團取暖的原理就在於減小熱量流失的面積。

1、單體企鵝的熱量流失分析

單個企鵝,分為企鵝身體和羽毛兩部分。企鵝的身體部分會自發的產生熱量,這部分熱量由企鵝所吃的食物轉化而來。企鵝的羽毛則不會自發熱,主要起到隔熱的作用,以儘可能地保留熱量。企鵝身體部分是高溫區,而外部環境是低溫區。羽毛位於高低溫之間,此時隔熱的功效取決於羽毛的傳熱係數。羽毛的內層與身體接觸是高溫,羽毛的外層與空氣接觸時低溫。

所以,沒有羽毛的企鵝會由於熱量流失過快而冷死。實際上羽毛的傳熱係數都比較低,即不太容易傳熱,這樣有利於熱量的保護。我們人類冬季愛穿羽絨服就是因為羽絨服的傳熱係數低,能夠儘量低保留熱量。

2、抱團企鵝內外層的熱量流失分析

正常情況下,企鵝與外界空姐接觸的表面,都存在熱量的流失。抱團取暖後,內部的企鵝四周都被圍住,只剩上下的頭部和腳部與外界環境直接接觸,大大減小了散熱的表面積,更加利於熱量的保留。

對於外層企鵝來講,除了背部依然直接與外界環境接觸外,其他部分都與企鵝接觸,同樣也減小了散熱的面積。企鵝之間的所有接觸,都可以進行熱量的傳遞,這樣子內層的高溫也可以傳遞到外層的企鵝身上,獲得額外的熱量來源。


3、總結

抱團取暖後的外層企鵝,大大減小了與外界環境直接接觸的表面積,也就是降低了散熱面積,減小了熱量的流失。此外,還可以獲得內層企鵝傳遞過來的額外的熱量,獲得的熱量多餘流失的熱量。所以外層企鵝並不會被凍死。


力學Nerd王小胖


話說企鵝也不是那麼笨吧,難道就一直那幾個企鵝在最外層?

為什麼企鵝要報團取暖?

企鵝的報團取暖典型代表就是帝企鵝,它們有著緻密的羽毛層,肥厚的脂肪,更不用說大企鵝更抗寒。按理來說帝企鵝應該不怕冷呀?

你把事情想的有點簡單,要知道種族繁衍是第一等大事,尤其是為了縮短幼雛成熟的時間它們的蛋非常大,這很透支雌企鵝體內的營養儲備,在雌企鵝去捕食的食物,雄企鵝就要不吃不喝的孵化,小企鵝出生後還要用分泌物來哺育後代,所以你可以想象到消耗有多麼大。



在面臨著如何保證卵所需的足夠孵化溫度;如何保障剛出生的幼雛不被凍死;如何儘量減少自己的脂肪消耗,來扛過更久的時間這三個問題,企鵝選擇了扎堆。。。

扎堆的好處

要知道在風速大,溫度低的情況下企鵝幾乎必然會扎堆,而且根本不存在往裡面擠的現象,因為最中心都是幼雛,為了保護稚嫩的幼雛,在它們孵化出來之後,它們在扎堆的時候,總是聚集在堆的中間。



其次並不是說在最外面的企鵝一直在外面,研究發現,每隔半分鐘一分鐘左右,整個堆就會動盪一下,外面的企鵝會換到裡面去。並不是說只是外面的企鵝太冷,另一個原因就是裡面太熱,研究認為,一個幾千只企鵝的大堆,內部的溫度甚至能達到三十多攝氏度,對於企鵝來說,這個溫度太高了。


總之,企鵝扎堆是動物們為了生存而體現出的高協作行為,這是為了整個種族的繁衍。


科學認識論


不知道大家有沒有看最近口碑爆棚的紀錄片《王朝》,其第二集就是講帝企鵝的。

從氣候上來說,南極確實比北極惡劣太多了。動輒氣溫就比北極低20℃,你可以想象有多可怕。企鵝面對這種惡劣天氣,有三樣法寶:

脂肪、羽毛鎖住空氣層、抱團取暖。

從理論上說,企鵝短、堅硬、密集的羽毛是它保暖的最重要武器。鎖住的空氣層,可以像羽絨服加衝鋒衣一樣:保暖。不過當雄企鵝集體留下孵蛋,長期沒有能量來源,還來超強風暴的時候。

抱團取暖是錦上添花的生存手段。

成千上萬只企鵝抱在一起,最外層的呆一會,會漸漸往裡走,而它們這種牽一髮而動全身的超大隊伍,也會讓在內部快熱暈過去的成員慢慢往外走。

有熱成像的攝像機發現,企鵝抱團取暖的時候,中間的成員和外側成員的體表溫度,能相差70℃以上。。。

中間要熱暈過去,外面快凍死了。
能活下來,真是大自然的奇蹟!

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畢竟,我辣麼萌~


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