大象為什么不長毛

可能是由于在電視、電影、畫冊上已司空見慣，很少有人意識到，大象是最獨特的動物之一。獨特到什么程度呢?動物學家把多達5400種的哺乳動物根據其親緣關系的遠近很吝嗇地劃分為29個目，而大象就占了一個目——長鼻目。長鼻目僅僅含有三個現存物種，即亞洲象、非洲叢林象和非洲森林象，再也沒有別的現存物種能與大象劃入同一個目。而我們人類所屬的靈長目含有350個物種，我們的近親可比大象多多了。

大象的獨特首先表現在它的龐大。它是現存最大的陸地動物，能長到高達4米，重達7噸，是排在第二位的犀牛的兩倍。它的形狀也很獨特，最引人注目的當然是那長長的鼻子，以及巨大的耳朵。大象還有一個特征比較少有人注意到，那就是身上的毛發極其稀疏。身披毛發是哺乳動物的特征之一，99％以上的陸地哺乳動物都有皮毛，大象是罕見的例外。

有一個科學愛好者注意到了這一點。我收到他寫的題為《大象的體毛為何非常稀疏》的小論文，大意是說始祖象的體型變大進化成大象后，身上毛囊的密度自然會大大降低，大象的體毛當然會變得稀疏了。這個解釋是經不起推敲的。體型大并不意味著毛發就變稀疏。實際上，已在1萬年前滅絕的猛犸象就長著濃密的長毛。如果有必要，現存的大象也可以身披毛發。

猛犸象生活在寒帶，需要毛發御寒，而現存大象都生活在熱帶，沒有這個必要。所以大象不長毛的一個因素，是氣候。但是，和大象生活在同一個地方的許多哺乳動物，例如斑馬、長頸鹿、獅子，都有毛發，為什么大象的體毛卻嚴重退化呢?

哺乳動物是恒溫動物，必須把體溫維持在一個特定的溫度才能保證正常的生理活動，比如大象的體溫必須維持在大約36攝氏度，過高或過低都有生命危險。體熱是在細胞代謝過程中產生的，它們的總量差不多是固定的，但是環境的溫度則是不斷在變化的。如果氣溫低于體溫，那么就要防止體熱散失，這是毛發的主要功能。而如果氣溫高于體溫，則要想辦法盡量把體熱散掉。

大象生活在地球最炎熱的地帶，如何散熱要比如何保溫更重要。既然體熱來源于細胞代謝過程，那么細胞越多，產生的熱量就越多，也就是說，身體體積越大，產熱越多。體熱的散發主要是通過皮膚進行的，身體表面積越大，散熱越快。但是，動物體型變大時，體積和身體表面積卻不是按相同的比例增長的：體積按立方增大，而表面積按平方增大，體積的倍數增長要比表面積快得多。假如你吹一個氣球，讓其半徑增大1倍，這時候氣球的體積是原來的8倍，而表面積僅僅是原來的4倍。

由于體積和表面積不成比例的增長，考慮到大象體型的龐大，散熱就成了一個極其嚴重的問題。大象的體積大約是獅子的30倍，即產生的體熱大約是獅子的30倍，但是大象皮膚總面積大約只是獅子的10倍，還有20倍的熱量需要設法散掉。因此不能像獅子那樣保留妨礙散熱的體毛。與此類似，體型排第二的犀牛、排第三的河馬，也是沒有體毛的。

大象的體積大約是犀牛的2倍，但是表面積僅僅是犀牛的大約1.5倍。把體毛去掉對犀牛是夠了，對大象還不夠，還必須有其他的辦法來幫助散熱。什么辦法呢?長一對巨大的耳朵。大象的耳朵不僅大，而且薄，里面充滿了血管，血流經這里，很容易就把熱量散發了。特別是扇動起來，更容易把耳朵里的血的溫度快速將下來，能讓血溫降低5攝氏度，冷卻的血在體內循環，幫助把全身的溫度降下來。

現存的三種大象，亞洲象體型最小，生活的地區比較靠北方，又是生活在森林中，氣溫較低；非洲叢林象體型最大，生活在陽光暴曬的熱帶大草原，氣溫最高；非洲森林象的體型和所在的環境氣溫都介于二者之問。這三種象的耳朵，以非洲叢林象最大，非洲森林象其次，亞洲象最小，剛好與大象耳朵的主要功能是散熱的說法相符。

猛犸象的體型要比現存大象大，但是由于生活在冰天雪地的寒帶，它面臨的主要問題是如何保溫，因此不僅要身披長毛，而且耳朵也沒有必要很大。的確，猛犸象和現存大象相比，什么都大，就是耳朵很小。已知最大的猛犸象耳朵只有0.3米長，而非洲叢林象的耳朵可以長達1.8米。由此可見大象的大耳朵是做為散熱器進化出來的，它的其他功能(例如雄象在爭奪配偶時會張大耳朵進行示威)則是副產物。

生活在寒冷地區的動物的體型一般要比生活在溫暖地區的同類動物大，這叫柏格曼法則。但是，寒冷地區的動物的耳朵等突出物則一般比較小，這叫阿倫法則。這兩個法則其實都是對表面現象的概括，為了保溫或散熱才是真正的因素。

別看大象長得奇怪，其實蘊含著一點也不奇怪的簡單的科學道理。