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[趣味科普] 野鸭为何光脚丫不怕冻

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叶梓笙。

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来源：科普时报 作者：钟震宇
“这里有一大片野鸭被冻在河冰面上无法行动”“它们会不会被冻死”……进入冬天，热心市民在河边发现这些情况后很担心，就立即打电话报警求助。当工作人员第一时间赶到现场，经观察发现野鸭并没有被冻住或冻死，还不时嬉戏打闹。野鸭为什么总待在冰面上？它们长时间光脚丫站在冰上不冷吗？
冰面成为躲避天敌的最佳场所。

北方的冬天，天寒地冻，水面结冰，依赖水生存的水鸟一般都会在水面结冰时飞往温暖的南方过冬，但是也有不少野鸭等水鸟“偷懒”留在北方，它们经常在宽阔的水面或者冰面上待着。所以在冬天，北京的公园、水库或者河面的冰上，我们总能看到卧着的野鸭群。

野鸭一般都属于雁形目鸭科，羽毛致密，喙扁平，前趾间多具全蹼，属于游禽类，适应各种各样的水域作为栖息地。天鹅、雁和多种多样的鸭类都是鸭科的成员，在自然界中，它们属于食物链中的被捕食者，需要时刻提防被捕杀。

冬天气温低，动物都知道草丛、树林和洞穴里温暖，是挡风遮雪保温的好地方，而这些地方早就被捕食者占据。作为被捕食者，野鸭不得不选择更为安全的冰面。冬天只要水面一结冰，哪怕只是小小的一块浮冰，野鸭们也会挤在上面过夜，白天也基本都在冰面和冰水中活动，一般只在凌晨和傍晚到农田觅食，极少能看见它们长时间在岸上。

从躲避捕食者的情况来看，冰面上确实有很多优点。比如，可以远离陆地猫、黄鼠狼等天敌，这些天敌的脚爪是软软的肉垫，耐受不了冰和冰水的冷，一般不会冒险进入其中；野鸭一般停留在湖面或者河面的中央位置，视野开阔、能够第一时间发现天敌，从而有足够的时间飞向天空或跳入水中。

皮肤外层包裹“硬壳”，隔热防水不冻脚

野鸭之所以光脚丫不怕冷，跟它特殊的解剖结构有关。

野鸭脚（无羽毛裸露部分）包括跗跖（脚掌）、趾和趾间蹼，主要由骨骼、筋腱和皮肤组成。肌肉延伸到这里变成了筋腱连接各关节，筋腱主要由坚硬的致密结缔组织构成。皮肤光滑没有羽毛。野鸭脚由于缺少肌肉和毛囊，新陈代谢速度慢，不需要更多的血管和血液，从而大大地减少了血液流过造成热量损失。

野鸭脚掌、趾和蹼的皮肤最外层包裹着厚厚的硬黄皮，这是皮肤最外层的角质层，主要由十几层扁平、没有细胞核和细胞器的死亡细胞组成。角质层非常致密，具有很强的隔热、防水以及绝缘功能。这层量身定制的“硬壳”，可以保护野鸭光脚丫不受外界寒冷的影响。

而黄皮表面形成鳞状突起和粗糙面，增加了皮肤与冰之间的间隙，减少了接触面积，进一步增强了隔热性能。这其实也是鸭掌不怕冰冻的重要原因。

特殊的血液循环系统，降低热量损失

野鸭真正不怕冻脚的原因在于它们拥有一套特殊的血液循环系统，叫作“逆流热交换系统”，即向足部供血的动脉血管与返回的静脉血管相互缠绕，通过紧密接触，温暖的动脉血能够将热量直接传导给较冷的静脉血，有效地降低了流入足部血液的温度。因此，它足部的温度也很低，仅在冰点以上的1℃—3℃，减小了与冰面的温差，这样既可以降低热量的损失又不感觉到冻脚。

长期进化，从头到脚适应环境

除了身体结构进化上的适应，野鸭还从行为变化来防止脚丫受冻。

身为鸟类的野鸭，全身紧密覆盖着厚厚的羽毛，羽毛之间保留了空气，阻止热气外流，起到绝缘保暖作用。除了羽毛和其间的空气，还有皮肤和皮下厚厚的脂肪，来保持身体40℃的完美体温。

野鸭经常单足站立，两只脚轮换，一只脚支撑身体，减少与冰面的接触面积，另一只脚缩回腹部厚厚的羽毛里保温。卧下时身体羽毛遮住双脚，避免失去更多热量。

通过长期的进化，野鸭不可思议的双脚和特殊的生存机制，使得它们能够适应一些严酷的环境。野生动物都有自己的生存法则，我们应该尊重和保护野生动物，不要随意去干扰它们的生活。但是，一旦出现伤病、食物不足或者极端情况，威胁到其生命时，我们应及时向有关部门求助，采取积极有效的措施，保护好野生动物。

（作者系北京生物多样性保护研究中心副主任）

责任编辑：毛梦囡

个人感想：
一直以为是因为鸭子的是扁平，面积大撒热慢，所以不怕冷。现在才知道原理野鸭子脚由于缺少肌肉和毛囊，新陈代谢速度慢，不需要更多的血管和血液，从而大大地减少了血液流过造成热量损失。再加上它们拥有一套特殊的血液循环系统，叫作“逆流热交换系统”。果然世界还是很神奇的。
   

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