核心概念
溫度
熱傳遞
適應
絕緣
脂肪組織
引言
你有沒有想過鯨魚和其他海洋哺乳動物是如何在寒冷的海洋中生存和保持溫暖的？溫血哺乳動物之所以能在這些寒冷的環境中生存，是因為它們經過幾代自然選擇，身體擁有一些很棒的保暖適應能力。
換句話說，為了傳遞特徵（透過基因），現代海洋哺乳動物的祖先必須克服不同的挑戰才能繁殖，它們的後代繼承了允許它們生存的基因。這種生物體隨時間的變化是進化的動力。海洋哺乳動物的一個重要適應是脂肪，這是一種皮膚下厚的、具有絕緣作用的脂肪層，有助於保持身體內部的溫暖，並阻擋空氣或水的寒冷。一層假脂肪——以起酥油的形式——能幫助你保持溫暖嗎？
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞工作 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保關於塑造當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
背景
已經進化到在寒冷水域中生活的哺乳動物，如鯨魚、海豹、海獅和北極熊，通常都有一層脂肪。無論它們是生活在北極附近的寒冷水域、南極附近還是深海，這些動物的脂肪對它們的生存都至關重要。在冬季，北極（世界最北端）的空氣通常低於 -40 攝氏度（-40 華氏度）。南極洲是世界上最冷的地方，可能低於 -60 攝氏度（-76 華氏度）。根據物種的不同，鯨魚在海洋中潛入 400 或 500 多米（約四分之一英里）深處，那裡的水溫可能低於 12 攝氏度（54 華氏度）。
脂肪有助於這些海洋哺乳動物免受寒冷。（冷血海洋動物，如魚、鯊魚或螃蟹，不需要保持溫暖，可以讓它們的體溫更接近水溫。因此，它們不需要這種額外的絕緣層。）脂肪是厚的脂肪（脂肪）組織層。動物以脂肪組織的形式儲存多餘的消化食物，其中含有稱為脂質的分子。脂肪組織的導熱率相對較低，這意味著它不像其他組織和材料（如肌肉或皮膚）那樣能很好地傳遞熱量。這樣，它有助於隔離動物的身體。
材料
• 兩個碗
• 冷水
• 溫水
• 冰塊
• 起酥油（如 Crisco）
• 紙巾
• 秒錶
• 溫度計
• 一個夥伴
準備工作
• 在每個碗中放入相同數量的冰塊，不要裝太滿。在每個碗中加入冷水。
• 用溫度計測量每個碗中的水溫。它們的溫度應該相同。當溫度穩定下來（應該很快發生）時，水就可以進行測試了。
步驟
• 用厚厚的一層起酥油覆蓋一隻手的一個食指，覆蓋整個浸入水中的區域。讓你的另一個食指保持清潔裸露。
• 讓你的夥伴準備好秒錶。當他或她準備好時，將每隻手的食指放入一個冰水碗中，並讓你的夥伴開始計時。一旦你的手指感到太冷而無法再在水中停留，就把它拿出來。你把每個手指留在碗裡多久？
• 讓你的手指暖和起來，恢復正常的顏色。如果覆蓋的手指上有任何起酥油脫落，請重新塗上。
• 讓你的夥伴幫你把冷水倒進水槽，然後用溫水重新裝滿兩個碗（確保水溫是溫的，但不會熱到燙傷皮膚）。
• 用溫度計測量每個碗中的水溫。它們應該大致相同。在溫水中，你認為你會看到相同的結果嗎？
• 讓你的夥伴計時，你可以將每個手指留在溫水碗中多久。你把每個手指留在碗裡多久？兩個手指之間的時間差是比你把手指放入冰冷水中時更大還是更小？
• 額外內容：你的結果有多一致？你可以重複這項活動兩到三次，記錄測試的不同水溫以及每個手指在水中的時間。然後根據你的結果製作一個圖表。在哪個環境中，起酥油的“適應”始終具有優勢？觀察和結果
當你將手指浸入冰冷的水中時，覆蓋起酥油的手指是否比沒有覆蓋的手指保持溫暖的時間更長？當你把手指放入溫水中時，時間差是否沒有那麼大？
已經適應在寒冷水域中生活的哺乳動物（如北極熊和鯨魚）之所以能保持溫暖，很大程度上是因為它們的脂肪，一層厚厚的脂肪。脂肪均勻地分佈在它們身體的大部分割槽域，就像這項活動中的起酥油以厚層覆蓋你的手指表面一樣。由於脂肪組織的導熱率相對較低，因此與其他組織和材料相比，它不能很好地傳遞熱量。人類已經為我們的日常使用開發了一些絕緣材料。例如，泡沫塑膠是另一種導熱效能相對較差的材料，而金屬的導熱性非常好。這就是為什麼熱飲通常用泡沫塑膠盛裝的原因，因為它能將熱量保持在杯子內，從而防止你的手被燙傷。（出於同樣的原因，它也可以比紙杯等更好地保持冷飲的涼爽。）你還能想到其他可以作為絕緣體的材料嗎？
更多探索 來自大眾科學的沉或浮：肌肉與脂肪 來自美國國家地理教育的脂肪
來自 MadSci 的 在寒冷和炎熱環境中，肌肉比脂肪是更好的絕緣體嗎？
來自 Science Buddies 的 你在為脂肪煩惱什麼？
本活動由Science Buddies合作提供