老虎毛作用是什么?

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关于老虎皮毛的作用,我曾经在野外做过一些简单的测试。 首先把老虎的皮用湿毛巾擦干净(为了防止静电,也为了清洗灰尘),然后测量体表温度为32.4℃。再把老虎放在无风的室内,用温度计测量内部核心温度,1小时后为37.5℃,也就是说在静息状态下,老虎皮肤表面和体内的温度几乎一样高(对比人体,正常体温范围为36-37℃)。

接下来把老虎放归大自然,在海拔4000米的高原上,用温度计再次测量,发现体表温度降到31℃(人类在高原上体温会轻度下降,但是不会低这么多);再过1小时,再测,温度上升到38℃! 以上只是对静止状态下老虎皮毛功能的简单描述:防止体内热量散失过多,保持恒定的身体温度。当然,在激烈的运动状态或严寒天气下,虎皮的这种功能应该更加显著。 那么,为什么虎皮有防高温的功能呢?这就不得不从“热”这个物理量说起。 人和动物体内的热能(俗称“热量”)是以离子形式存在,通过细胞膜的跨膜运输而实现能量传递的(例如食物燃烧产生热能为机体所利用,就是透过细胞膜被离子化后进入血液,最后到达组织)。这个过程需要消耗酶,从而产生化学能。 而化学能是需要通过生物膜上的载体蛋白进行运输的,这些载体蛋白具有特异性,即只能允许某些离子通过。比如Na+/K+-ATPase,这是一种存在于细胞膜上的泵,可以通过消耗能量让钠钾离子在细胞内外的跨膜运输。 如果没有这种载体的选择性通透性,任何离子都轻易穿越细胞膜,那就会发生严重的问题——细胞内的阳离子浓度迅速升高,阴离子浓度急剧降低,产生致命的反应。 所以,对于温度这种东西,也是有“选择性”的。只有一些特定的离子才能作为“热传导离子”。而这种能够传输热的特殊离子,只有在细胞内外出现大幅度差值的时候才会进入细胞(这时必须同时伴随着钠钾离子的运输)。

简而言之,除了携带必要的营养物质和氧气外,水分子是绝对不可能穿过细胞膜的。而对于其他离子,如钙、镁、氯等,虽然可能通过简单扩散的方式进入细胞,但是他们是不可能携带大量热量的。而钾、钠离子因为可以通过主动运输的方式带出细胞,所以也不可能成为有效的“热传导离子”。 现在可以回答题主的问题了:由于老虎的皮毛不透气且不能水洗,因此无法有效排除汗腺分泌物中富含的氯化钠(食盐主要成分)等物质。这样一来,表皮渗透压上升,细胞内外电解质浓度差值增大,为了维持正常的生理功能,细胞必须积极进行跨膜转运,将大量的正离子(主要是钠离子)带进带出,这样就能实现对体内多余热量的快速消散。

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