輝哥海生探奇
保暖抗寒 海獺有祕訣
寒冬到,我們會穿厚外套戴圍巾保暖,而住在海水溫度低的北太平洋動物怎麼保暖呢?科學家發現牠們有兩大保暖祕訣:一是靠身體的新陳代謝,不停燃燒能量發熱;二是靠能減少散熱的毛髮或皮下脂肪層,阻止熱發散,保留體內熱量。
這兩招對多數在冰冷大海的動物(如北極熊)很實用,但體型嬌小的動物散熱太快,體內「暖爐」供不應求。最讓人好奇的,是每天泡在冰水卻活得自在悠哉的海獺。牠們到底靠什麼抵抗冰冷海水?
海獺身體嬌小,比體型大的海豹更容易散熱。
防寒利器毛皮
大型動物不怕冷是因為體型大,表面積與體積的比例低,散熱效率低,但海獺沒有這項優勢,牠們不但體型小,而且生活習性「超愛泡水」,這讓牠們更容易發散熱量。既然天生體型不大,皮下脂肪又不厚,那海獺究竟靠什麼避免變成「冰獺」呢?
學者注意到海獺有超級防寒利器:牠們擁有全世界密度最高的毛皮──每平方公分有十萬根毛髮,像穿了一件編織細密的羽絨衣。這件毛皮大衣真的能禦寒嗎?
以美國德州農工大學的生理學家特拉弗‧賴特為首的跨領域研究團隊,展開一系列調查。在北美沿岸海獺棲地與蒙特利水族館,研究對象從新生幼獺到成年海獺。科學家希望揭開海獺在寒冷海水裡保暖的祕密:牠們只靠密毛皮,還是靠超高新陳代謝?或是兩者都有?
海獺的毛皮保暖力強,每平方公分約有十萬根毛髮。
肌肉變成暖爐
團隊從肌肉下手,肌肉是海獺身體最主要的「代謝工廠」。科學家用呼吸計測量肌肉細胞消耗氧氣的能力,並觀察「粒線體」如何將食物的能量轉化為熱量。
結果顯示,海獺的粒線體有一項特殊的機制,質子在內膜回流時,可將能量直接轉為熱量。因為質子流動的機制,居然占肌肉呼吸產生能力超過百分之四十,比人類、雪橇犬、海豹都高,幾乎可以讓海獺肌肉變成「微型暖爐」,連靜止不動也能發熱。團隊還察覺幼獺雖然肌肉量少,卻擁有產生熱量的超級高效機制,代表這項特質在一出生就已經啟動。
整合研究結果,科學家發現海獺保暖靠的是密毛與高代謝的雙重合作,而高代謝才是核心。毛皮主要為外層保護,減少熱量流失,真正能讓海獺在冰水漂浮自如的,是肌肉細胞內的超級發熱器「粒線體」。
海獺的基礎代謝率比同等體型的哺乳動物高出至少二點四倍,幼獺與成獺都擁有同等發熱能力,即使肌肉量少,也能產生足夠抗寒的熱量。這兩項數據顯示:海獺靠「超高代謝」持續發熱,毛皮防止散熱,兩者缺一不可。
不論是海獺寶寶或成體海獺,都仰賴厚毛皮與高代謝率來保溫。
穩定食物來源
昔日科學家以為海獺只靠毛皮,而研究證實肌肉超高效率的基礎新陳代謝,才是不可或缺的熱量來源。這也提醒保育工作者,保護海獺不只守護棲地環境,更要確保食物來源穩定。因為,只有充足的食物,海獺才能產生可以在冰海抗寒保暖的熱量。