即便裹着厚厚的羽绒服,数九寒冬出门,依然能够感到凛冽的寒风如刀割般削过面颊,在这样的季节里,北方已经很少能够见到动物的身影,但有一类动物例外,就是鸟类。
鸟类不怕冷,这既不是什么新鲜事,也不是什么秘密,鸟类的羽毛能够锁住空气,具有很好的保温效果,这与人类穿着羽绒服保暖是同一原理,但问题在于鸟类的腿上并没有羽毛,为什么也不怕冷呢?而且即便是在零下十几度的日子里,它们的脚也不会冻伤,这又是什么原因呢?

在北方的冬季,鸟儿站在冰雪上的情形,时常都能看到,但从来也没有鸟因此而被冻伤,这是因为鸟类脚部的组织结构比较特殊。
鸟类的脚上几乎没有肌肉,这也就意味着鸟腿上没有过多的水分,其主要由骨骼和肌腱构成,这样的结构使得鸟腿的导热性极差,温度不容易丧失,抗冻能力自然也就得到了提升,即便鸟腿部的温度接近冰点,也不会出现如人类一般的冻伤。有生物学家进行过测试,大多数情况下,北方冬季鸟脚部的表面温度可以维持在5℃左右。

另一方面,鸟腿部的神经末梢分布极少,所以也不会因为寒冷而感觉难受。
话说回来,鸟腿虽然不怕冷,也不会冻伤,但寒冷终究会通过光秃秃的鸟腿传导到鸟的全身,为什么鸟也不怕呢?这就好比我们人类,即便身上裹着厚厚的羽绒服,但如果脚光在外面,用不了多时,寒冷就会传遍全身,身上穿得再暖和,还是会觉得越来越冷。这并不是错觉,因为身体内部的热量会通过血液不断流经脚部,通过脚散发到身体之外,于是身体的热量越来越少,人也就越来越冷。

而鸟之所以不怕,是因为鸟类有着一套特别的生理结构,我们称之为“逆流热交换系统”。
这套系统的关键就在于鸟腿部的血管布局方式,简单来说就是流向脚部的动脉血和从脚部回流的静脉血并排而行,方向相反。这种结构的精妙之处在于,满含热量的动脉血在还没有到达寒冷的脚步之前,就先把自己的热量传递给了静脉血,这样一来,动脉血在到达脚部时,温度就已经下降了不少,与腿外部低温空气更加接近,热量的流失就会减少。

而另一方面,回流的静脉血被动脉血重新加热,进入身体时已经有了一定的温度,更有利于维持身体核心体温的稳定。
这是一套精妙的热量回收系统,有效地避免了脚部与体外寒冷环境之间的剧烈温差,从而极大地降低了热传导的速度。在自然界之中,拥有这套逆流热交换系统的动物并不只有鸟类,少数哺乳动物也拥有类似的系统,比如北极狐和海豹,但终究比较罕见,而这套系统在鸟类家族中可以说是一种基本的配置,绝大多数的鸟类,特别是水禽,几乎全都拥有这套系统。

当然了,这套系统也不是万能的,有的时候天气实在是太过寒冷了,鸟类也会采取一些御寒保暖的措施。
有的时候,一些鸟会将自己的一只脚收进羽毛之中保暖,仅用一只脚来支撑身体,过一段时间再进行交换,这是鸟类最为常见的一种节能抗寒策略。还有一些鸟类会在寒风掠过时将身体压低,使腹部的羽毛能够完全覆盖双脚,最大限度减少脚部与寒冷空气的接触面积。不同鸟类的御寒方式虽然有所区别,但核心原理都是一样的,那就是设法减少热量的损耗。