大象为什么不长毛

大象为什么不长毛

猛犸象生活在寒带，需要毛发御寒，而现存大象都生活在热带，没有这个必要。所以大象不长毛的一个因素，是气候。但是，和大象生活在同一个地方的许多哺乳动物，例如斑马、长颈鹿、狮子，都有毛发，为什么大象的体毛却严重退化呢？

哺乳动物是恒温动物，必须把体温维持在一个特定的温度才能保证正常的生理活动，比如大象的体温必须维持在大约36摄氏度，过高或过低都有生命危险。体热是在细胞代谢过程中产生的，它们的总量差不多是固定的，但是环境的温度则是不断在变化的。如果气温低于体温，那么就要防止体热散失，这是毛发的主要功能。而如果气温高于体温，则要想办法尽量把体热散掉。

大象生活在地球最炎热的地带，如何散热要比如何保温更重要。既然体热来源于细胞代谢过程，那么细胞越多，产生的热量就越多，也就是说，身体体积越大，产热越多。体热的散发主要是通过皮肤进行的，身体表面积越大，散热越快。但是，动物体型变大时，体积和身体表面积却不是按相同的比例增长的：体积按立方增大，而表面积按平方增大，体积的倍数增长要比表面积快得多。假如你吹一个气球，让其半径增大1倍，这时候气球的体积是原来的8倍，而表面积仅仅是原来的4倍。

由于体积和表面积不成比例的增长，考虑到大象体型的庞大，散热就成了一个极其严重的问题。大象的体积大约是狮子的30倍，即产生的体热大约是狮子的30倍，但是大象皮肤总面积大约只是狮子的10倍，还有20倍的热量需要设法散掉。因此不能像狮子那样保留妨碍散热的体毛。与此类似，体型排第二的犀牛、排第三的河马，也是没有体毛的。

大象的体积大约是犀牛的2倍，但是表面积仅仅是犀牛的大约1.5倍。把体毛去掉对犀牛是够了，对大象还不够，还必须有其他的办法来帮助散热。什么办法呢？长一对巨大的耳朵。大象的耳朵不仅大，而且薄，里面充满了血管，血流经这里，很容易就把热量散发了。特别是扇动起来，更容易把耳朵里的血的温度快速将下来，能让血温降低5摄氏度，冷却的血在体内循环，帮助把全身的温度降下来。

现存的三种大象，亚洲象体型最小，生活的地区比较靠北方，又是生活在森林中，气温较低；非洲丛林象体型最大，生活在阳光暴晒的热带大草原，气温最高；非洲森林象的体型和所在的环境气温都介于二者之间。这三种象的耳朵，以非洲丛林象最大，非洲森林象其次，亚洲象最小，刚好与大象耳朵的主要功能是散热的说法相符。

猛犸象的体型要比现存大象大，但是由于生活在冰天雪地的寒带，它面临的主要问题是如何保温，因此不仅要身披长毛，而且耳朵也没有必要很大。的确，猛犸象和现存大象相比，什么都大，就是耳朵很小。已知最大的猛犸象耳朵只有0.3米长，而非洲丛林象的耳朵可以长达1.8米。由此可见大象的大耳朵是做为散热器进化出来的，它的其他功能（例如雄象在争夺配偶时会长大耳朵进行示威）则是副产物。

生活在寒冷地区的动物的体型一般要比生活在温暖地区的同类动物大，这叫柏格曼法则。但是，寒冷地区的动物的耳朵等突出物则一般比较小，这叫阿伦法则。这两个法则其实都是对表面现象的概括，为了保温或散热才是真正的因素。