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驼峰不是贮水器 张录强 骆驼素有“沙漠之舟”的美称。它在高温、缺水的沙漠中，能在20天以上的漫长旅途中滴水不进，甚至失水达到体重的30％，照样能行进。骆驼从脱水中恢复的速度也非常惊人，相当于20％体重水的亏损，可以在10～20min内迅速得到补尝，一次性饮水可达100L之多。它耐热、耐渴和一次性大量饮水的特性，很早以前就引起了人们强烈的好奇心，认为骆驼本身应具有贮水的器官，驼峰贮水和水囊贮水曾一度被人们用来解释骆驼生命的奥秘。然而近代的研究结果表明，这种观点是错误的。 1、骆驼没有贮水器 经解剖证实，驼峰中贮存的是沉积脂肪，不是一个水袋。而脂肪被氧化后产生的代谢水可供骆驼生命活动的需要。因此有人认为，驼峰实际存贮的是“固态水”。经测定，1g脂肪氧化后产生1.1g的代谢水，一个45kg的驼峰就相当于50kg的代谢水。但事实上脂肪的代谢不能缺少氧气的参与，而在摄入氧气的呼吸过程中，从肺部失水与脂肪代谢水不相上下。这一事实说明，骆峰根本就起不到固态水贮存器的作用，而只是一个巨大的能量贮存库，它为骆驼在沙漠中长途跋涉提供了能量消耗的物质保障。 骆驼的瘤胃被肌肉块分割成若干个盲囊即所谓的“水囊”。有人认为骆驼一次性饮水后胃中贮存了许多水才不会感到口渴。而实际上那些水囊，只能保存5～6L水，而且其中混杂着发酵饲料，呈一种粘稠的绿色汁液。这些绿汁中含盐分的浓度和血液大致相同，骆驼很难利用其胃里的水。而且水囊并不能有效地与瘤胃中的其他部分分开，也因为太小不能构成确有实效的贮水器。从解剖观察，除了驼峰和胃以外，再没有可供贮水的专门器官。因此可断定，骆驼没有贮水器。 2、失水条件下骆驼生命活动的水分来源 施密特-尼尔逊（K.Schmidt—Nielsen）的研究结果表明，骆驼在得到水的时候并不过量饮水，或者说，它们饮进的水只是用于满足和缓解当时的脱水，把体液恢复到正常的容量水平。由此看来，骆驼在不进水的条件下，维持生命活动所需水分是来自于体液的减少。正常体液的容量减去最大限度脱水时的体液容量，就是骆驼的体液系统所能提供的水分最大量。骆驼在夏季沙漠中可以忍受体重损失25％～30％的脱水，对一个体重为500kg的骆驼来说，就意味着125～150kg的水分损失，反过来讲，也就是一个500kg骆驼有125～150kg的水分“贮备”。这显然要比人们想象中的驼峰和水囊的贮水功能要大的多，具有真正“贮水器”的应该是骆驼的体液系统，而不是骆峰或水囊。 与骆驼的高度耐脱水相适应，在骆驼的血液中有一种特殊的高浓缩的蛋白质，这种蛋白质具有很强的保水能力，在骆驼极度失水的情况下，这种血浆蛋白仍能维持血液中的水分，保证血液循环的正常运行，保证体核向体表的热扩散，增加了高温脱水状态下的存活力。 3、解决水矛盾的结构和生理机制 得水与失水是生物水分代谢的两个方面，在极端缺水的沙漠中，水是生物生存所面临的最为突出的矛盾。因此，对于生活在沙漠中生物而言，保障得水和减少水分损失具有同等重要的意义。在长期的进化过程中，骆驼已经逐步形成了与减少失水相适应的从结构到生理上的一整套适应机制。 3.1 精巧的体温调节方式 骆驼体温范围很广，适应于昼夜温差大的沙漠环境和减少水分损失的需要。在白天，骆驼的体温随环境温度的升高而升高，最高可达到41℃，到夜间又随环境温度的下降而下降，最低可达到34℃，体温波动范围为7℃，而且这种体温的波动越是在脱水的条件下越明显。但它并不能表明骆驼恒温机制的原始性，而是建立在恒温基础上的更为精巧的体温调节方式。 高温环境中，提高体温可缩小动物体与环境间的温差幅度，减少外界热量的流入。同时骆驼体温的升高也起到了贮存热量的作用，而这部分贮存的热量又可以在夜间通过传导、幅射扩散到周围的环境中以代替蒸发，其结果是减少了维持体温恒定可能导致的蒸发失水。一只500kg的骆驼比热为3.35KJ/kg·k，体温升高7℃就相当于贮存了1.26×107J的热量，如果是通过水分蒸发散失这部分热量就要损失5L水。 3.2 有效的隔热屏障 骆驼长而蓬松的驼毛，在其体表形成了一个有效的隔热屏障，驼毛间不流动的空气层影响传导和对流，降低了低温条件下体热的散失和高温条件下外热的流入。有实验表明，一只毛厚不到1cm的骆驼每天每100kg体重平均失水3L，而毛长3～14cm的骆驼，每天每100kg体重失水只有2L。驼毛的有效隔热，间接减少了水分蒸发。 除此以外，骆驼的鼻粘膜面积大，增加了呼出气体中水分的再吸收，减少了呼吸失水；浓缩的尿液减少了排泄废物中水分的消耗；干燥的粪便也为减少水分起了一定的作用。 骆驼在长期进化中，适应了沙漠这一极端缺水环境，形成了独特的适应性特征，既保证了体内“贮存”大量的水，又保证了体内水分不致于过度散失，从而有效地解决了“水”这一沙漠动物生存所面临的最为突出的矛盾。同时骆驼也作为适应高温缺水环境的典型动物为人们所研究和探讨。 (责任编辑：admin) |