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“熱！熱！”隨著中國各地進(jìn)入烤箱或蒸籠模式，大家變得汗流浹背。35℃的1克水，汽化可以帶走2426焦的熱量，所以利用汗水蒸發(fā)散熱是非常有效的手段。

出汗在我們看來再普通不過，其實(shí)在自然界，動(dòng)物散熱的辦法千奇百怪，比如吐唾沫、在腳上撒尿……甚至跟我們關(guān)系甚遠(yuǎn)的昆蟲，居然和人類一樣擁有“出汗”的技能。

錦箱龜通過吐唾沫散熱｜Peter Paplanus / Wikimedia Commosn

汗、喘氣和口水

在動(dòng)物當(dāng)中，人的排汗量是獨(dú)一無二的。猴子每小時(shí)每平方米皮膚排出的汗只有八九十克，人類可以超過800克！所以，人類在高溫環(huán)境下行走的耐力，在哺乳類里也是獨(dú)一無二的。

哺乳動(dòng)物有兩種汗腺——大汗腺（apocrine gland）和小汗腺（eccrine gland）。大汗腺通常散布于全身有毛發(fā)的地方，分泌的是黏糊糊的混合液體，含有脂肪、蛋白質(zhì)等；小汗腺很少，集中在四足掌心，分泌物99%以上是水。一些動(dòng)物比如馬，利用大汗腺排汗散熱。人類則利用小汗腺排汗，幾乎所有體表的汗腺都是小汗腺，大汗腺集中存在于腋下、乳暈和隱私處。

皮膚腺體的解剖圖，編號(hào)7（紅圈）是小汗腺，編號(hào)8（藍(lán)圈）是大汗腺 | www.hegasy.de

其他動(dòng)物的排汗量比不過人類，不過它們會(huì)用其他方式散熱，例如喘氣。喘氣是溫血?jiǎng)游镒钇毡榈纳岱绞?，最常見到的就是狗在夏天張著嘴“呼哧呼哧”的樣子。喘氣使上呼吸道的水分蒸發(fā)，呼吸道表層有豐富的血管，蒸發(fā)帶走的熱量讓血液降溫，血液流通再進(jìn)一步使全身變涼。

狗吐舌頭并不是用舌頭排汗，而是提高舌頭表面和空氣的接觸面積 | Pixabay

但喘氣也有其局限性。呼吸道的表面積有限（狗會(huì)吐舌頭來增加這個(gè)表面積），熱量散失的效率也有限。喘氣的氣體交換只發(fā)生在上呼吸道，時(shí)間長了肺部的二氧化碳出不來，會(huì)蓄積導(dǎo)致堿中毒。而且四足動(dòng)物快跑的時(shí)候，軀干會(huì)前后屈伸，阻礙橫膈膜的收縮。所以它們沒辦法一邊像手風(fēng)琴一樣伸縮一邊喘氣。

另一個(gè)辦法是用別的水作為汗的補(bǔ)充。大紅袋鼠（Macropus rufus）有汗腺但不發(fā)達(dá)，只有在運(yùn)動(dòng)時(shí)才出汗，熱的時(shí)候它會(huì)舔手臂，讓唾液取代汗帶走熱量。袋鼠的前腿毛發(fā)稀疏，水分容易蒸發(fā)，而且表層有發(fā)達(dá)的血管網(wǎng)，可以完成熱量交換的任務(wù)。

袋鼠通過舔手臂散熱 | Pixabay

有趣的是，錦箱龜（Terrapene ornata）熱的時(shí)候也會(huì)“口吐白沫”，吐出大量唾液，利用口腔和呼吸道的水分蒸發(fā)帶走熱量。

會(huì)出汗的蟬

美國亞利桑那州沙漠里的阿帕奇蟬（Diceroprocta apache），專挑一年中最熱的盛夏時(shí)期羽化，而且在最熱的中午鳴叫求偶，可謂是把命懸在火海油鍋之上。沙漠中的氣溫最高能達(dá)到48℃，而蟬體溫達(dá)到45.6℃，就會(huì)失去肌肉控制，墜落到火熱的沙子里活活燙死。

阿帕奇蟬 | Steven Kurniawidjaja / inaturalist

擁抱酷熱的好處是能避開捕食者。春季比較涼快，但此時(shí)鳥正在繁殖，對(duì)食物的需求大，夏天的正午，捕食蟬的鳥和蜂，更是不敢出來活動(dòng)。阿帕奇蟬在極熱的時(shí)候會(huì)停止活動(dòng)，躲到葉子的陰影下。不過，真正讓它在昆蟲中大放異彩的，是“出汗”的能力。阿帕奇蟬的胸部和腹部表面有許多小孔，可以排水蒸發(fā)降溫，在一小時(shí)內(nèi)，它可以排出體內(nèi)1/3的水。

阿帕奇蟬體表的小孔 | NEIL F. HADLEY et al. / J. exp. Biol. (1989)

沙漠里水毋庸置疑是寶貴的。但阿帕奇蟬擁有用之不竭的水源：植物木質(zhì)部的汁液，成分幾乎都是水。因?yàn)闃渲臓I養(yǎng)密度太低，蟬會(huì)不停地排泄水分（夏天在樹下，可能會(huì)被蟬尿一臉），阿帕奇蟬用來給自己降溫，也算是廢物利用。

鳥：細(xì)水長流

鳥不出汗，于是一些鳥類如鸛、美洲鷲，在蒸發(fā)降溫方面走上了另一條道路。在血管豐富且沒有毛的腿和腳上排泄，讓水分蒸發(fā)，帶走熱量。

紅頭美洲鷲（Cathartes aura）平時(shí)出恭是朝后噴，在炎熱環(huán)境下，紅頭美洲鷲會(huì)改成朝下滴，把排泄物灑在腳上。這種排泄物含水量達(dá)到95%，而且一次只有很少的量（5毫升）。

炫酷的光頭大佬 | Juan Rodolfo Lillo Lobos / J. exp. Biol. (1989)

雖然美洲鷲的腿和腳面積不大，灑在上面的水分也不多，但這個(gè)“散熱器”非常高效。實(shí)驗(yàn)顯示，把紅頭美洲鷲的腿暴露在常溫環(huán)境里，灑上2.5毫升的水，再用電扇吹加速蒸發(fā)，即使它身體的其余部分都關(guān)在50℃的高溫箱子里，也能維持體溫穩(wěn)定。

在這方面，美洲鷲還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)：鳥是節(jié)水模范。鳥的氮代謝產(chǎn)物是無毒的尿酸，而哺乳動(dòng)物是有毒的尿素，后者需要大量的水來沖淡排出（尿），而鳥不用。紅頭美洲鷲能超過一年不喝水，只從吃的肉里獲取水分。因?yàn)樯朴诠?jié)水，在必須排泄散熱的時(shí)候，即使沒有水喝，它也有節(jié)省下來的水分可用。為了散熱，紅頭美洲鷲能在4個(gè)小時(shí)里排泄40次，可謂是“細(xì)水長流”了。

鳥類的節(jié)水天賦也幫助它們適應(yīng)沙漠生活 | Andy Reago & Chrissy McClarren / wikimedia

紅頭美洲鷲除了排泄，還能通過喘氣和伸長光禿禿的脖子散熱，它的分布很廣，跟耐熱能力自然是分不開的。你可能覺得大汗淋漓影響形象，其實(shí)你應(yīng)該慶幸，我們沒有走上鳥類的道路。

參考文獻(xiàn)

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[2] Lieberman, Daniel E. "Human locomotion and heat loss: an evolutionary perspective." Comprehensive Physiology 5.1 (2011): 99-117.

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[4] Heinrich, Bernd. The hot-blooded insects: strategies and mechanisms of thermoregulation. Springer Science & Business Media, 2013.

作者：小袋熊

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