针毛形态分化与毛被隔热性能关系研究——以北美水貂为例

摘要

为了揭示哺乳动物针毛分化的适应性意义，探讨针毛在哺乳动物毛被隔热性中的作用，以野生型北美水貂（Neovison vison）为实验样本，应用动物毛皮传热系数测试装置，测定当年采剥的雄性北美水貂冬皮、夏皮、去针毛冬皮样本在不同风速、温度条件下的传热系数（k），同时测量针毛长度（Lg）、毛密度（Dh）以及针毛倾角（θ），量化毛形态指标与传热系数之间的关系。结果表明：自然状态下的冬皮传热系数显著低于剪除针毛的冬皮（P <0.01），突出于绒毛层的针毛对毛被的抗风隔热性能有重要作用。针毛长度与传热系数有着极强的负相关关系（P <0.05），针毛越长，高于绒毛层的部分越长，传热系数越小，毛被的隔热性能越强；冬皮的传热系数显著低于夏皮（P <0.01），与针毛倾角存在显著负相关关系（P <0.05）。这说明，除了绒毛层的厚度以外，针毛倾角通过影响毛被外层针毛有效长度及其对外层空气的扰动程度来影响毛被的隔热性能。综合以上结果可以得出，针毛本身密度较低，对毛被的隔热性能没有直接贡献，但其通过突出于毛被，在有风条件下，对毛被外层的空气产生扰动，形成一层紊流，有效地保护了下层毛被中空气层的稳定性。针毛长度和性状的分化可以增加紊流层的复杂性，提高其诱导出来的隔热效能。这一认识揭示了开阔生境中的哺乳动物针毛较长，而郁闭生境中针毛较短现象的原理，为进一步理解毛被作为隔热器官的形态和功能演化提供新的视角，同时这种结构和功能的关系也暗示了隔热结构设计的仿生学意义。

关键词

北美水貂 / 毛被 / 针毛 / 形态分化 / 隔热性能