実はペンギンの足も冷たいんです！ ！ ！

監査専門家：ラン・ハオ

著名な科学ライター

靴と靴下を脱いで裸足で氷の上に立ったら、何分耐えられるでしょうか？あなたも私も皆、人間です。私たちはおそらく、フィールドで10分間自慢して、1分後に諦めることができるでしょう。そして、これは暖かい部屋で達成された結果かもしれません。しかし、南極のペンギンであれば、屋内はおろか、極寒の南極でさえ、2か月間、摂氏マイナス59.4度の氷の上に立つことは問題ではありません。

それで疑問なのは、なぜペンギンは寒さや凍った足を恐れないのかということです。

ソース |ペクセル

ペンギンはなぜ寒さを怖がらないのでしょうか？

まず、ペンギンが寒さを恐れない理由についてお話ししましょう。実際、人間と同様に、ペンギンも恒温動物であり、熱を生成するために自らのエネルギーを消費する必要があります。彼らが寒さを怖がらないのは、もちろん厚手の「ペンギンダウンジャケット」を着ているから！

ペンギンの羽の出典 |アンスプラッシュ

ペンギンの保温装備は市販のダウンジャケットよりはるかに優れています。一見、薄い羽毛のように見えますが、実は4層の「断熱材」が入っています！

外側から内側へ紹介していきましょう。まず、一番外側は白黒の「フェザージャケット」です。ペンギンの油っぽい羽毛は、重なり合った密集した鱗の中に非常に密集して配置されており、1平方インチあたり70枚以上の羽毛が覆われています。これらの羽毛は油分を含んでいるため、天然の防水性があります。そのため、ペンギンが氷点下の水の中で「冬泳ぎ」をするとき、海水が浸透しにくくなり、断熱防御を突破できなくなります。ペンギンの白黒の配色も非常に特徴的です。光が物体に当たると、その一部は吸収され、他の部分は反射されることは知られています。暗い色はより多くの可視光を吸収するため、黒い部分は太陽が出ているときに光を吸収し、熱に変換するのに役立ちます。

おそらくほとんどの人は、断熱材の2番目の層である空気について考えないかもしれません。羽毛と皮膚の間には「空気の衣」の層があります。これは皇帝の新しい服ではありません。実は空気は断熱や保温の役割を果たしており、体内で発生した熱が放散しにくくなっています。

3層目は「本革防寒着」、つまり皮膚です。最後の層はペンギンの皮下脂肪層で、厚さは2〜3cmです。最も暖かい「コットンコート」です！

ソース |捜狐ドットコム

ペンギンの足はなぜ寒さを怖がらないのでしょうか？

次に、ペンギンが足が冷えることを恐れない理由についてお話ししましょう。ペンギンを見たことがある友人は、ペンギンは厚い「ダウンジャケット」を着ているにもかかわらず、足は露出していて、私たち人間と同じように毛が全くないことを知っている。実際、ペンギンの足も非常に冷たく、わずか1〜3℃ですが、この温度はペンギンの動きに影響を与えません。

人間が氷の上に長時間立つことができない理由は、皮膚の耐寒性が低いことに関係しています。足が低温や多湿の環境に長時間置かれると、体の表面の血管がけいれんし、血流が減少します。そのため、たとえ数時間氷の上に無理に立っていたとしても、組織の虚血や低酸素症、さらには静脈うっ血によって足がダメージを受け、最終的には腫れ、痒み、紅斑、潰瘍などの凍傷の症状を引き起こします。

ソース |ピクサベイ

しかし、ペンギンの場合は違います。彼らの足は主に腱、足指の骨、そして厚い皮膚の層で構成されています。動きを制御する筋肉は主に脚にあり、厚い脂肪と羽毛に隠れています。足の裏の皮膚の下には厚い脂肪の保護層もあります...しかし、これらはペンギンの足の不凍液の本当の秘密ではありません。ペンギンが凍った足を恐れない理由は、彼らが特別な血液循環システム、つまり逆流熱交換システムを持っているからです。

ソース |ウィキペディア

人間やペンギンと同様に、血管は動脈（赤で表す）と静脈（青で表す）に分けられます。寒い環境では、動脈血は体の中心部から手足へと流れ、温度が高くなります。静脈血は、冷たい手足から体の中心部に血液を戻すもので、通常はより低い温度になっています。

人間の場合、手足自体も熱を発するため、血液は心臓から離れるにつれて温度が急激に下がらず、血液温度の低下がある程度緩やかになります。しかし、極寒の南極では、足元と地面の温度差が大きすぎると、冷たい地面との急激な熱交換が生じやすく、体内の熱が急速に失われてしまいます。そのため、足に流れる前に動脈血の温度を下げるために、ペンギンは逆熱流交換血管配置を進化させました。

ソース |知湖

このシステムの特別な点は、足に血液を供給する動脈と心臓に戻る静脈が絡み合っていて、温かい動脈が適時に冷たい静脈に熱を伝え、静脈血の温度が急速に上昇することです。同様に、静脈も「冷媒」に相当し、動脈血の温度を素早く下げることができます。こうすることで、ペンギンの足に伝わる動脈と地面との温度差が減り、冷たい氷面との熱交換による熱損失が減り、足が凍らない程度に十分な温度を保つことができるのです。

天候が非常に寒い場合、ペンギンはつま先立ちやかかと立ちをして地面との接触面積を減らし、熱の損失を減らします。

かかとで歩くペンギン 出典 |インターネット

したがって、ペンギンのように才能に恵まれておらず、「美しさで人を凍らせる」という技を習得していない場合でも、寒い地域では保温に注意する必要があります。