巨兽的耳朵里藏着什么
2019-06-01红色皇后
红色皇后
小飞象呆宝(Dumbo)是迪士尼的动画角色,它与众不同的大耳朵,让它遭受嘲笑,也让它成为世界上唯一会飞的大象。
虽然在现实世界里没有大象真的会飞,但一些大型动物的耳朵拥有的强大功能,也足以让人类惊叹不已。
大象的超级风扇
非洲草原象的耳廓是所有动物中最大的,其表面积相当于它身体表面积的20%。顺便一提,亚洲象的耳朵只有非洲象的1/3大,呆宝的同伴都是亚洲象,它们觉得呆宝的大耳朵奇怪,可能就是因为它们的耳朵“小”。
大耳朵承担着调节大象体温的功能。动物身体里的热量要通过身体表面散发出去,动物的体型越大,表面积与体积的比值就越小,散热也就越困难。大象是陆地上现存最大的动物,散热的问题也是最大的。另外,大象没有汗腺,不能通过出汗散热,所以耳朵的作用就更加重要了。
大象的耳廓不仅大,还很薄,含有丰富的血管。在一分钟内,非洲草原象一只耳朵里流过的血液总量达12升。血液流入耳朵,通过耳廓巨大的表面积把热量散发出去。在气温达到20℃时,一头两吨重的非洲象,耳朵的散热功率可达1500瓦,这相当于它平静时的90%。这对“散热片”还附带风扇功能,大象经常扇动耳朵,制造空气对流,大大提高了散热效率。如果大象的耳朵受伤不能扇动,它很快就会因为身体过热而生病。
童话里的故事不都是骗人的
伊利诺伊大学的波利·菲利普斯和詹姆斯·希思,曾计算过大象耳朵的散热功率。他们的同事看到这项研究,顺理成章地提出了一个请求:你们能研究一下小飞象的耳朵吗?菲利普斯和希思接受了挑战,最终把研究成果写成了论文,发表在《热生物学期刊》上。
根据迪士尼的设定图推算,呆宝的耳朵长68.6厘米,总表面积达1.254平方米。这双大耳朵能散发的热量,可能超过小象自身产生的热量。在动画里,大象妈妈用呆宝的耳朵当被子,给小象裹了一个襁褓。其实,如果为了呆宝的健康着想,应该给它的耳朵盖上被子才对。
这样说来,大耳朵好像是个累赘。不过,飞行中的动物代谢率很高,产生的热量也很多,所以,小飞象很可能需要一对硕大的“散热片”。蝙蝠在飞行时,翅膀皮膜里的血管会扩张,让更多血液流进皮膜,利用扇动的翅膀进行散热。
呆宝的耳朵如同蝙蝠的翅膀,不仅帮助呆宝飞行,还让它散发飞行中产生的多余热量——当然,大耳朵的“萌度”,要比蝙蝠的翅膀高多了。
耳屎中的历史
鲸没有耳廓,但它们的耳朵拥有惊人的“内涵”。2013年,贝勒大学的斯蒂芬·特朗布尔等人,分析了一件来自蓝鲸耳朵的奇特“宝物”——一条长达25厘米的耳屎。
鲸耳屎的主要成分是蜡质、脂质和角蛋白。大型须鲸的外耳开口几乎是封闭的,耳屎排不出去,就囤积在耳道里,数量很惊人。鲸耳屎是很有效的传声介质,所以耳道被堵上,并不会影响它们的听觉。鲸耳屎的积累是一层一层的,我们可以像分析年轮一样,确定某一片鲸耳屎产生的时间。另外,作为鲸身体的分泌物,鲸耳屎里含有鲸体内积累的多种化学物质。研究鲸类的科学家,可以从耳屎中得到许多信息。
特朗布尔等人对蓝鲸耳屎进行了研究,发现这头蓝鲸在大约10岁时产生的耳屎里,睾酮的含量特别高,这说明它达到了性成熟。不久后,蓝鲸耳屎里的皮质醇含量突然增加。动物在承受压力时,会分泌大量皮质醇,所以耳屎里的成分可以反映蓝鲸的心理状况。性成熟后皮质醇暴增,或许说明这头蓝鲸正为了“终身大事”而操心,比如竞争配偶,或者跟其他鲸建立社会关系。
人类活动也会在鲸耳屎里留下痕迹。有两个时间段(5岁~6岁,10岁),蓝鲸耳屎里汞的含量突然暴增。这可能是因为,这头蓝鲸来到了有重金属污染的水域。人们甚至还能在鲸耳屎里找到人造的有机污染物,例如DDT(双对氯苯基三氯乙烷)。
总之,鲸的陈年耳屎就像日記一样,能够让我们“阅读”这头鲸的成长过程、经历,甚至心情。耳朵有如此妙用,即便蒂姆·波顿也很难想象得到吧。