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第2節(jié):孔雀為什么長(zhǎng)著大尾巴(1)

大象為什么不長(zhǎng)毛:方舟子破解科學(xué)謎題 作者:方舟子


由于體積和表面積不成比例的增長(zhǎng),考慮到大象體形的龐大,散熱就成了一個(gè)極其嚴(yán)重的問(wèn)題。大象的體積大約是獅子的30倍,即產(chǎn)生的體熱大約是獅子的30倍,但是大象皮膚總面積大約只是獅子的10倍,還有20倍的熱量需要設(shè)法散掉。因此,大象不能像獅子那樣保留妨礙散熱的體毛。與此類似,體形排第二的犀牛、排第三的河馬,也是沒(méi)有體毛的。

大象的體積大約是犀牛的2倍,但是表面積僅僅是犀牛的大約1.5倍。把體毛去掉,對(duì)犀牛來(lái)說(shuō),用于散熱是夠了,但是對(duì)大象還不夠,必須有其他辦法來(lái)幫助散熱。什么辦法呢?長(zhǎng)一對(duì)巨大的耳朵。大象的耳朵不僅大,而且薄,里面充滿了血管,血流經(jīng)這里,很容易就把熱量散發(fā)了。特別是耳朵扇動(dòng)起來(lái),更容易把耳朵里的血的溫度快速降下來(lái),能讓血溫降低5攝氏度。冷卻的血在體內(nèi)循環(huán),幫助把全身的溫度降下來(lái)。

現(xiàn)存的三種大象,亞洲象體形最小,生活的地區(qū)比較靠北方,又是生活在森林中,氣溫較低;非洲叢林象體形最大,生活在陽(yáng)光暴曬的熱帶大草原,氣溫最高;非洲森林象的體形和所在的環(huán)境氣溫都介于前兩者之間。這三種象的耳朵,以非洲叢林象最大,非洲森林象其次,亞洲象最小,剛好與大象耳朵的主要功能是散熱的說(shuō)法相符。

猛犸象的體形要比現(xiàn)存大象大,但是由于生活在冰天雪地的寒帶,它面臨的主要問(wèn)題是如何保溫,因此不僅要身披長(zhǎng)毛,而且耳朵也沒(méi)有必要很大。的確,猛犸象和現(xiàn)存大象相比,什么都大,就是耳朵很小。已知最大的猛犸象耳朵只有0.3米長(zhǎng),而非洲叢林象的耳朵可以長(zhǎng)達(dá)1.8米。由此可見(jiàn),大象的大耳朵是作為散熱器進(jìn)化出來(lái)的,它的其他功能(例如,雄象在爭(zhēng)奪配偶時(shí)會(huì)張大耳朵進(jìn)行示威)則是副產(chǎn)物。

生活在寒冷地區(qū)的動(dòng)物的體形一般要比生活在溫暖地區(qū)的同類動(dòng)物大,這叫柏格曼法則。但是,寒冷地區(qū)的動(dòng)物的耳朵等突出物則一般比較小,這叫阿倫法則。這兩個(gè)法則其實(shí)都是對(duì)表面現(xiàn)象的概括,為了保溫或散熱才是真正的目的。

別看大象長(zhǎng)得奇怪,其實(shí)蘊(yùn)涵著一點(diǎn)兒也不奇怪的簡(jiǎn)單的科學(xué)道理。

孔雀為什么長(zhǎng)著大尾巴

我們一想起孔雀,首先想到的是它那又長(zhǎng)又大的美麗的尾羽,其實(shí)這是雄孔雀的性征。為什么雄孔雀要長(zhǎng)這么好看的大尾巴?似乎連小學(xué)生都知道答案:為了吸引雌孔雀。但是,答案并非如此簡(jiǎn)單。首先注意到這個(gè)問(wèn)題的復(fù)雜性的是達(dá)爾文。長(zhǎng)一個(gè)鮮艷的大尾巴對(duì)孔雀的生存一點(diǎn)兒也沒(méi)有好處,甚至有很大的壞處:它要浪費(fèi)很多能量,妨礙孔雀的活動(dòng),使孔雀容易被天敵發(fā)現(xiàn)和捕捉到。根據(jù)達(dá)爾文提出的自然選擇學(xué)說(shuō),這種對(duì)生存不利的特征應(yīng)該被淘汰掉才對(duì)。但是,為什么雄孔雀,以及許多種類的雄鳥(niǎo),都會(huì)進(jìn)化出這些不利于生存的第二性征呢?


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