科學家發現北極熊皮毛油膩的秘密
科學家小組發現,北極熊的皮毛上有一層獨特的皮脂混合物,可以防止冰粘住,幫助它們在極寒環境中生存。 這項發現不僅揭示了北極熊的適應性,還具有開發新型防冰塗層的潛在應用價值。

一個國際科學家小組揭開了冰不黏北極熊皮毛的秘密–油脂。 這種天然防禦有助於這些北極掠食者在地球上最嚴酷的環境中生存。
透過分析六隻野生北極熊的皮毛樣本,研究人員發現了一個關鍵成分:皮脂,一種覆蓋在毛髮上的油脂物質。 皮脂由膽固醇、二醯甘油和脂肪酸組成,能形成一層保護屏障,防止冰附著在毛皮上。
這項發現不僅加深了我們對北極熊適應性甚至因紐特人生態知識的了解,還具有潛在的實際應用價值。 北極熊皮脂的合成版可用於防冰塗層,包括用於冬季運動的高級滑雪板皮。
都柏林聖三一學院化學學院和愛爾蘭安博研究中心(AMBER Research Ireland Centre)的博士候選人朱利安-卡羅蘭(Julian Carolan)是這篇期刊文章的第一作者,該文章今天(1月29日)作為封面故事發表在國際權威期刊Science Advances上。
他說:”我們測量了冰的粘附強度,這是衡量冰與毛髮粘附程度的有用指標;疏水性,這決定了水在結冰前能否脫落;以及結冰延遲時間,它簡單地顯示了一滴水在特定表面的特定溫度下結冰所需的時間。

挪威斯瓦爾巴群島,以FLIR E75 24o 紅外線熱像儀(愛沙尼亞FLIR Systems OÜ)拍攝的北極熊隔熱毛皮。 圖片來源:© Jon Aars, Norsk Polarinstitutt
” 皮脂很快就被認為是產生防冰效果的關鍵因素,因為我們發現頭髮洗淨後,粘附強度會受到很大影響。未經清洗、油膩的毛髮使冰更難附著。 與此相反,當北極熊的毛髮被洗淨並去掉大部分油脂後,它的表現與人類的毛髮相似,不管是洗淨的還是油膩的,冰都很容易粘在上面。
這項發現促使研究小組對北極熊的皮脂進行了詳細的化學分析。 除了確定主要成分(膽固醇、二酰甘油和脂肪酸)之外,他們還驚訝地發現”角鯊烯”並不存在。 這種脂肪代謝物存在於人類的毛髮和其他水生動物(如海獺)的毛髮中,這表明從抗冰的角度來看,北極熊毛髮中缺乏這種物質是非常重要的。
三一學院化學學院助理教授、愛爾蘭皇家學會-科學基金會大學研究員理查-霍布斯博士是該期刊文章的資深作者。 他補充說:”生活在極地棲息地的動物已經成為開發新型防冰材料的靈感來源。”
“例如,麥吉爾大學的安妮-基茨格(Anne Kietzig)研究小組最近發現,巴布亞企鵝羽毛的分層結構使其具有防冰特性,這種特性依賴於羽毛結構而不是羽毛油塗層。我們的研究表明,北極熊的皮毛提供了另一種策略,即利用皮毛皮脂或毛脂中特有的脂質混合物來製造防冰表面。北極熊不會結冰的問題。雖然北極熊擁有厚厚的隔熱脂肪和皮毛層,而且在零度以下的溫度下長時間泡在水中,但由於北極熊皮毛上的冰附著力很低,皮毛油脂似乎為北極熊在結冰時輕鬆脫落冰層提供了天然途徑。 我們期望北極熊產生的這些天然脂質塗層能夠幫助我們開發出更永續的新型防冰塗層,從而取代像全氟辛烷磺酸(PFAS)這樣一直被用作防冰塗層的有問題的’永久化學品'”。
除了結構上的解釋,這些有趣的發現也有助於我們更好地理解北極熊和本土因紐特人的狩獵行為。
卑爾根大學的博迪爾-霍爾斯特教授是這篇期刊文章的資深作者。 她補充說:”北極熊的主要狩獵策略之一是’靜止狩獵’,它們一動不動地躺在海冰上的呼吸孔旁,等待海豹浮出水面。靜止狩獵經常發展成’水上潛行’,北極熊用後爪滑入水中追捕獵物,冰的附著力越低,產生的噪音越小,滑行的速度越快,聲音越小。狩獵策略的微妙步驟。因紐特人的狩獵凳有時會在腳上套上北極熊皮毛,以避免在冰上移動時產生噪音,而人們有時還會穿上’北極熊長褲’,確保與冰面的整個接觸區域都覆蓋著低冰附著力的北極熊皮毛,以達到最佳降噪效果。
值得注意的是,傳統的因紐特人製備方法可透過確保不清洗皮毛覆蓋的一面來保護皮毛上的皮脂。 這與狐狸皮等不同,狐狸皮傳統上會用皂石或乾黏土擦拭毛髮的一面。
編譯自/ ScitechDaily