私たちのクジラの適応シリーズをフォローアップするために、このブログ記事では、温血動物としてのクジラが、水、特に冷たい水の環境で生きている間、どのように暖かく滞在することができるかに焦点を当てます。 私たちと同じように、クジラは哺乳類であり、環境に関係なく安定した内部体温を維持しています。 実際、彼らの体温は私たち自身のものに近く、約97度から100度まで変化します。 しかし、水は体から離れて熱を伝導します24。熱損失に水のあらゆる哺乳類の出費の時間のための大きい問題をする空気より速く5倍。 これは私達が水でより冷たく感じる理由であり、なぜ私達は私達が温度に水をまくことができるより冷たい気温を容認してもいいか。
熱損失を低減するために、クジラには、体の表面積と体積比を減らすこと、厚いブラバー層を絶縁体として使用すること、および向流熱交換によって熱を保持することの3つの主要な適応があります。
クジラの総体積に対して低い表面積を持つことが重要です。 私は写真がこれをよりよく説明するのに役立つかもしれないと思う:
明らかに、マウスと象は非常に異なる体の大きさと多くの異なる体の容積を持っています—彼らの体の問題によって占有されるスペースの量。 しかし、私が説明したいのは、そのサイズに比べて、マウスは外部環境に熱が失われる可能性のあるはるかに高い表面積を持っているということです。 これらの動物の両方が寒い天候にさらされた場合、両方とも最終的に環境への熱を失うことになります。 マウスは、しかし、その総体体積のより大きな割合が表面にさらされているので、はるかに速く熱を失うことになります。 熱を維持するためには、あなたの体の表面に比べて大きなボリュームを持っている方が有益であるので、熱損失のための少ない機会があります。 これは、海洋哺乳類が水と接触する相対表面積が最小であることが有益であるため、なぜ海洋哺乳類が非常に大きくなる傾向があるのかを説明す そして、クジラは陸上哺乳類のような重力の完全な影響に対処する必要がないので、大きなサイズを達成する方が簡単です。
クジラが暖かく滞在する第二の主な方法はblubberです。 毛皮は陸生哺乳類にとっては良い絶縁体ですが、いくつかの理由でクジラにとっては成功しません。 それは空気の絶縁層をトラップするので、毛皮は絶縁体として動作します：しかし、表層水の下の大気圧は、空気が圧縮し、その絶縁力を失う原因となり したがって、クジラは、多くの陸上哺乳類やアザラシやホッキョクグマのような保護毛皮のコートを持っていない、と冷たい水の中で自分の体を絶縁するために彼らの厚い脂身に代わりに依存しています。 このblubberはまた流体力学の抗力を減らす非常に滑らかで外的な表面を、可能にする。 クジラが熱損失と抗力の両方を減らすもう一つの方法は、ほとんどの陸生哺乳類のように外部であるのではなく、生殖器を内部化することです。
厚いブランバー層は体の内側に熱を保持するだけでなく、最も外側の皮膚層は、伝導による熱損失をさらに低減するために、周囲の水 ブルバーコートの厚さは、種や年の時間によって異なります: 例えば、ザトウクジラは一般的に6インチ前後の厚さの塊状の層を持っていますが、摂食シーズンの後には、50cmまでの厚さの塊状の層を持つことがで より厚いblubber層はまた、特定の種をより浮力にする。 彼らは死んだときに浮かぶほど浮力があり、捕鯨の日の間に殺すために”正しい”クジラと考えられていました。 浮力であることの副作用の一つは、彼らが水柱に自分自身を推進するために余分な助けを必要とするので、これらのクジラは、典型的には、より頻繁にダイブするときに水の外に自分の吸虫を発生させるということです。 より合理化されたクジラは、フィンバックやミンクのように、厚さわずか数インチのブラバー層を持っており、ダイビング時にまぐれする必要はほと
しかし、これは物語の片側に過ぎません、クジラが速く泳いでいる、表面活性である、妊娠している、または暖かい水の中にいるので、クジラが過熱した場合はどうなりますか。 クジラは皮脂腺がなく、冷やすためにできるように汗をかくことができないので、余分な熱を捨てるためには別の戦略が必要です…そして熱を流すためには、脂身層を迂回する方法がなければなりません。 従ってblubberのコートがクジラのボディのほとんどに大きい絶縁材を提供する間、blubberに欠け、よく絶縁されない熱窓と呼ばれるある特定の区域がある。 これらの領域には、足ひれ、背鰭、およびそれらの吸虫が含まれ、それぞれが比較的薄く、非常に血管新生している。 一部のクジラはそれを完全に欠いているので、背びれのすべての目的が何であるかはまだ完全にはわかりませんが、これらの熱窓はクジラが余分な熱を流す方法として機能することがあると考えています。
熱窓は過熱した場合にクジラが熱を放出する絶好の機会ですが、常に環境への熱を失うことを望んでいるわけではありません。 これらの領域の問題の1つは、それらから戻ってくる血液が冷たく、潜在的に心臓に冷たい衝撃を与える可能性があるということです。 これは別の大きな適応—向流熱交換と呼ばれるシステムによって防止されます。 これらの組織の動脈と静脈は非常に近くにありますが、血液は異なる方向に流れ、熱が膜を横切って移動することができます。 だから、心臓を残している暖かい血液の熱は、四肢から心臓に戻って向かっている冷たい血液を加熱します。 これは、心臓が常に暖かい血液で圧送されていることを意味し、それらの熱窓の水に失われた熱を減少させる。
クジラはまた、彼らの口の柔らかいパレット（それは上顎の屋根のピンクです）でこの逆流熱交換を持っています。 ヒゲクジラが冷たい水の餌場にいるとき、彼らは口を開いて少なくとも半分の時間を費やし、潜在的な大きな熱損失。 このシステムは、彼らが自分の環境にあまりにも多くの熱を失っていないことを確認し、脳や心臓に戻って暖かい血液を維持するのに役立ちます。 この複雑なプロセスを維持するためには、明らかに多くの規制が必要であり、クジラは体温を調節するのに非常にユニークです。
