掃描電鏡助力探究夏日鳥類自我降溫的秘密

雖已立秋，夏熱未減，不知道大家有沒有想過一個問題，鳥類生物如何度過炎熱的夏季呢？鳥類體表生長著濃密的羽毛，不僅可以保護身體，還可以防水保溫。所以在嚴寒冬季，我們身穿羽絨服來幫助我們抵御嚴寒。但到了炎熱的夏季，我們便脫掉羽絨服換上涼爽的衣服，并且我們也可以通過汗腺排汗進行降溫。鳥類身上沒有汗腺，無法通過排汗降溫，那么，鳥類在炎炎夏日如何給自己降溫呢？
 

在回答這個問題之前，我們首先來認識一下羽毛的結構，然后借助掃描電鏡了解具有保暖功能的羽絨到底是什么樣的。

按照羽毛的形態(tài)和功能，主要劃分為正羽、纖羽和絨羽。覆蓋在鳥類體表的羽毛絕大部分是正羽，鳥類的正羽形成了鳥的羽被，是飛行器官的重要部分。正羽由羽軸和羽片組成，羽片是羽枝組成，羽枝上生長出許多羽小枝。

鳥類的正羽形成了鳥的羽被，是飛行器官的重要部分

纖羽是羽軸的頂端只有少量羽枝的小羽毛。絨羽緊貼鳥類的皮膚，主要構成羽毛的內(nèi)層。其羽軸較短，但羽枝較長，具有很好的柔韌性，主要起到保溫的作用。絨羽是一種優(yōu)良的熱絕緣體和填料，我們冬季穿的羽絨服的“含絨量”中的“絨”就是指的絨羽。羽絨主要是鵝絨和鴨絨，高山攀登用的羽絨服，對于羽絨的形態(tài)和品級等有更嚴格的要求。
 

羽絨與棉花、羊毛、蠶絲共同作為較好的天然保暖材料，其保暖性能最佳。這與羽絨的非線性結構有關，可固定的空氣量較多，長期使用后仍然蓬松，不會出現(xiàn)板結。羽絨成分主要是蛋白質，根據(jù)形態(tài)和結構不同，主要分為朵絨、毛形絨和傘狀絨。
 

下面我們先通過掃描電鏡認識一下羽絨的微觀結構。
 

飛納電鏡下鵝絨的結構圖

用飛納臺式掃描電鏡對絨羽進行觀察，其絨枝、絨小枝和絨絲會呈現(xiàn)出一幅巨大的“樹枝”畫面。絨小枝上的絨絲會交替生長，絨絲直徑在 5μm ~30μm 間，長度在可以超過 5mm，因此羽絨具有較好的柔性，且絨絲和絨絲之間相互交錯，可以更好的固定空氣，起到保溫作用。
 

掃描電鏡下的絨小枝絨絲
 

在絨絲上分布著丫形和三角的突出物，將絨絲分割成“節(jié)”，外形像竹子，節(jié)與節(jié)之間的間距稱為節(jié)間距。丫形的突出物稱為隆節(jié)，三角形的突出物成為菱節(jié)。通常，鵝和鴨子的菱節(jié)結構和間距存在一定的差異，是鑒別鴨絨和鵝絨的一個依據(jù)。鵝羽絨的節(jié)點數(shù)目較少，且節(jié)點間距較長，而鴨絨則相反，意味著相同質量的羽絨，鵝絨更蓬松，其保暖性也較好。目前市面上，鵝絨的價格要高于鴨絨，且鴨絨有一定的腥味，也使一些不法商販以鴨絨冒充鵝絨。
 

掃描電鏡下的絨絲結構
 

掃描電鏡下絨絲隆節(jié)結構
 

掃描電鏡下的菱節(jié)結構

利用掃描電鏡的能譜可以檢驗出絨羽的主要元素是 C、N、O 和 S 等元素，也進一步印證絨羽的主要成分是蛋白質。
 

飛納電鏡能譜檢測絨羽

通過掃描電鏡認識絨羽的結構后，下面讓我們回答開頭的問題，鳥類身披羽毛，如何度過炎熱的夏季？

通常，在四季交替的過程中，大多數(shù)鳥類會規(guī)律性換羽，主要分為夏羽和冬羽。在進入夏季前，鳥類已換上夏羽。以家禽鴨為例，進入夏季前，身上的絨羽會脫落，以應對炎熱的夏季；身上裸露的皮膚也可以有效的散熱，如腿部；呼吸也是一種有效散熱方式，天氣較熱時，鴨子也會張開嘴以加大散熱。對水鳥來說，也可以在水中降溫。

最后，告訴大家選擇羽絨服的“一看二壓三聞”小技巧：

一看，主要是看產(chǎn)品商標、標簽說明、填充物成分、含絨量等。首先需要確認服裝是否由正規(guī)廠家生產(chǎn)，其填充物究竟是羽絨還是羽絨棉。含絨量按照規(guī)定不能低于 50%，含絨量越高的羽絨服保暖效果越好，一般達到 70%-80% 就能滿足消費者需求。

二壓，用手擠壓羽絨服，看其恢復原狀的速度，若較快恢復，其蓬松度較好，性價比較高。另外擠壓過程中需關注服裝的透氣性，若能擠出空氣，說明具有一定的透氣性，穿起來會比較舒適。其次還需關注擠壓過程中是否會有羽毛、碎末鉆出，如發(fā)現(xiàn)有較明顯的毛絲鉆出，證明其防鉆性較差。

三聞，鼻子貼近羽絨服聞聞是否有異味。若有明顯異味或臭味，就可能填充了劣質羽絨，或是羽絨原料沒有經(jīng)過工藝處理和嚴格的水洗消毒，建議不要購買哦。