چرا پای پنگوئن ها در سرما یخ نمی زند؟

چرا پای پنگوئن ها در سرما یخ نمی زند؟     
پنگوئن ها پرندگانی هستند که بر خلاف دیگر همگروهانشان، قدرت پرواز ندارند. این گروه از پرندگان ساکن نواحی سردسیری نیمکره جنوبی زمین و بویژه قطب جنوب هستند.

این پرنده بر خلاف پرندگان دیگر هرگز در زمین های خشک قدم نمی گذارد و تمام عمرش را در دریا یا روی یخ های قطب جنوب سپری می کند.
پاهای پنگوئن شبیه به پاهای اردک است و با توجه به ساختار آن می تواند برای شنا کردن از پاهایش استفاده کند. علاوه بر این، پنگوئن قطبی می تواند به کمک پاهایش و براحتی روی برف و یخ راه برود.

اما ممکن است این سوال برایتان مطرح شود که چرا پاهای پنگوئن یخ نمی زند؟
اگرچه این موجود مدام روی برف و یخ راه می رود، اما هیچ گاه پاهایش یخ نمی زند. در حقیقت مکانیسمی در بدن این پرنده وجود دارد که مانع از یخ زدن پاهایش می شود و این مکانیسم همان چگونگی گردش خون در بدن پنگوئن است.

سیستم گردش خون در پاها و انگشتان پاهای پنگوئن به گونه ای تکامل یافته که از دست دادن گرمای بدن این پرنده را تا حد امکان کاهش داده و به حداقل می رساند و به این ترتیب در حالی که پنگوئن روی برف و یخ در حال راه رفتن است، دمای پاهایش به اندازه ای است که از یخ زدن پاها ممانعت به عمل می آورد.
در هوای سرد گردش خون در پاهای پنگوئن محدود می شود و به این ترتیب دمای پاها به رغم سرمای هوا کاهش نمی یابد. در حقیقت انسان ها نیز می توانند از روش مشابهی برای جلوگیری از یخ زدن دست ها و پاهایشان در روزهای سرد استفاده کنند. اگر دقت کرده باشید، در هوای سرد رنگ دست ها سفیدتر می شود.

تغییر رنگ دست و سفیدتر شدن آن به این علت است که خونرسانی به دست برای مقابله با سرما کاهش می یابد.علاوه بر این، قسمت بالای پا در این گروه از پرندگان مانند یک مبدل حرارتی طبیعی عمل می کند و به عبارت دیگر در مسیر خونرسانی به انگشتان، دمای خونی را که از بدن به پاها منتقل می شود، کاهش می دهد و در مقابل در مسیر برگشت، دمای خونی را که از پاها به بدن برگردانده می شود ، افزایش می دهد.

عروق و رگ های خونی در پاهای پرندگان ساختار درهم پیچیده و منحصر به فردی دارد که در جلوگیری از یخ زدگی پا نقش بسیار مهمی دارد. به این ترتیب خونی که از طریق سیستم خونرسانی به پا می رسد از قبل فرآیند کاهش دما را پشت سر گذاشته است و در نتیجه در این قسمت از بدن یعنی پا دمای زیادی را از دست نمی دهد. با کنترل جریان خون دمای پاها به یک یا ۲ درجه بالاتر از دمای انجماد می رسد و پاها هنگام راه رفتن روی برف و یخ دمای کمتری را از دست می دهند.

منبع: jamejamonline.ir
مترجم: عاصفه اله وردی

ویدیو مرتبط :
ساخت یخ بدون فریزر و سرما

---

خواندن این مطلب را به شما پیشنهاد میکنیم :

چرا پنگوئن در محیط‌های خیلی سرد یخ نمی زند؟

بعضی از پنگوئن ها روی توده یخ در قاره قطب جنوب زندگی می کنند

 

 چرا پنگوئن ها هیچوقت یخ نمی زنند؟!
آیا تا به حال برایتان این سوال پیش آمده که پنگوئن‌ها با اینکه همیشه در محیط‌های سرد و یخبندان زندگی می‌کنند، چطور پر‌هایشان یخ نمی‌زند؟

 

ساختار پر پنگوئن ها

محققان با مطالعه‌ی دقیق پر پنگوئن‌های «هومبولت» (Humboldt)، ساختارهای میکروسکوپی خاصی کشف کرده‌اند که مانع از یخ بستن پر پنگوئن‌ ها در مناطق سرد قطب جنوب می‌شود. این ساختار باعث می‌شود که پر این پنگوئن به ماده‌ی مقاوم در مقابل یخ تبدیل شود.

 

پنگوئن‌های هومبولت در سواحل سنگی ساحل غربی آمریکای جنوبی زندگی می‌کنند و در اعماق آب‌های بسیار سرد شنا می‌کنند. این آب‌ها از اقیانوس منجمد جنوبی به سمت شمال در جریان هستند. با این حال، بال‌های پنگوئن‌های هومبولت بسیار به ندرت یخ می‌زند.

 

محققان برای اینکه راز ضدیخ بودن این پنگوئن‌ها را بفهمند، بال‌های آنها را با استفاده از یک «میکروسکوپ الکترونی روبشی» (Scanning Electron Microscope) بررسی کردند. میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ خاصی است که با تابش اشعه‌ی الکترونی، شی مورد مشاهده را اسکن کرده و از آن تصاویری تهیه می‌کند. این نوع میکروسکوپ به اندازه‌ی ۱۰ تا ۵۰۰ هزار برابر بزرگنمایی می‌کند و قدرت تفکیک آن کمتر از یک تا ۲۰ نانومتر است. آنها پی بردند که پر پنگوئن‌های هومبولت پُر است از تارهای بسیار ریز میکرومتری که در هم گره خورده‌اند. این تارها مانع از تشکیل کریستال‌های آب و یخ در پر های پنگوئن های هومبولت می‌شوند.

 

ساختار بدن پنگوئن ها به گونه ای است که می توانند در مناطق سرد و یخبندان زندگی کنند

 

این تار‌ها در کنار هم شبکه‌ی متراکمی از فیبر را تشکیل می‌دهند که آب نمی‌تواند به آن نفوذ کند. از طرف دیگر این ساختار، سطح پر را بسیار لغزنده می‌کند، به همین خاطر، یخ به آن نمی‌چسبد. همچنین حباب‌های هوا را به دام می‌اندازند. این حباب‌ها به عنوان عایق عمل کرده و مانع از انتقال حرارت می‌شوند. همچنین نمی‌گذارند آب در سطح پر پنگوئن یخ بزند.

 

اما محققان با مشاهده‌ی پر پنگوئن‌ها در مقیاسی کوچک‌تر، چین و چروک‌های ریزی هم در سطح این تار‌ها پیدا کردند. این فضاهای کوچک هم حباب‌های هوا را به دام می‌اندازند. این حباب‌های هوا میزان سطح تماس میان پر و قطرات آب را کاهش می‌دهند. به این ترتیب، قطرات آب کمتر به سطح پر جذب می‌شوند.

 

محققان می‌گویند که می‌توانند با الگو گرفتن از این ساختار، ماده‌ای ضد یخ بسازند. از این ماده می‌توان در روکش هواپیماها و همچنین در شیشه‌ی خودروها استفاده کرد. آنها در حال حاضر، غشایی متشکل از نانوفیبرهای در هم فرورفته‌ای ساخته‌اند که می‌تواند به همان اندازه در مقابل یخ مقاوم باشد.
منبع: digikala.com