巨獸耳朵藏什麼？風扇散熱，耳屎讀心

知識 05-09

小飛象呆寶（Dumbo）是迪士尼的元老角色，他與眾不同的大耳朵，讓他遭受嘲笑，也讓他成為世界上唯一能飛的大象。

雖然沒有大象真的會飛，但現實世界裡的龐然大物們，它們耳朵的功能，也足夠讓人類嘆為觀止。

大象的超級風扇

非洲草原象（Loxodonta africana）的耳廓是所有動物中最大的，表面積相當於身體表面積的20%。順便一提，亞洲象（Elephas maximus）的耳朵只有非洲象的三分之一大，呆寶的同伴都是亞洲象，它們覺得呆寶的大耳朵奇怪，可能就是因為它們的耳朵「小」。

非洲草原象有著巨大的耳朵 | 圖片來源：pixabay

亞洲象的耳朵要比非洲草原象小很多 | 圖片來源：pixabay

大耳朵承擔著調節大象體溫的功能。動物身體里的熱量要通過身體表面散發出去，體型越大，表面積與體積的比值就越小，散熱也就越難。大象是現存陸地上最大的動物，散熱的問題也是最大的。另外，大象沒有汗腺，所以它不能通過出汗散熱，耳朵的作用就更加重要了。

大象的耳廓不僅大，還很薄，含有豐富的血管。在一分鐘內，非洲草原象一隻耳朵里流過的血液總量，可達12升。血液流入耳朵，通過耳廓巨大的表面積把熱量散發出去。在氣溫20℃時，一頭兩噸重的非洲象，通過耳朵的散熱功率可達1500瓦，相當於它平靜時的90%。這對「散熱片」還附帶風扇功能，大象經常扇動耳朵，製造空氣對流，大大提高了散熱效率。如果大象的耳朵受傷不能扇動，它很快就會因為身體過熱而生病。

童話里不都是騙人的

伊利諾斯大學（University of Illinois）的波利·菲利普斯（Polly K.Phillips）和詹姆斯·希思（James Edward Heath），曾計算過大象耳朵的散熱效率。他們的同事看到這項研究，順理成章地提出了一個問題：你們能研究一下小飛象的耳朵嗎？菲利普斯和希恩接受了挑戰，還把研究結果寫成了論文，發表在《熱生物學期刊》（Journal of Thermal Biology）上。

根據迪士尼的設定圖推算，呆寶的耳朵長68.6厘米，總表面積1.254平方米，這雙大耳朵能散發的熱量，可能會超過小象自身產生的熱量。在動畫里，大象媽媽用呆寶的耳朵當被子，給小象裹了一個襁褓，其實如果為了呆寶的健康著想，應該給他的耳朵蓋上被子才對。

呆寶媽媽用呆寶的耳朵做襁褓 | 圖片來源：Dumbo（1941）/ Disney

這樣說來，大耳朵好像是個很累贅的東西。不過，飛行中的動物代謝率很高，產熱量也很大，所以，小飛象很可能會需要一對格外碩大的「散熱片」。蝙蝠在飛行時，翅膀皮膜里的血管會擴張，讓更多血液流進皮膜，利用扇動的翅膀進行散熱。

蝙蝠的翼膜里包含豐富的血管 | 圖片來源：pixabay

呆寶耳朵的功能如同蝙蝠的翅膀，不僅幫助它飛行，還讓它散發出飛行中產生的多餘熱量——當然，大耳朵的「萌度」，要比蝙蝠翅膀高多了。

耳屎中的歷史

說了陸地最大動物的耳朵，接下來我們講一講世界最大動物的耳朵。鯨沒有耳廓，但它們的耳朵擁有驚人的「內涵」。2013年，貝勒大學（Baylor University）的斯蒂芬·特朗布爾（Stephen J. Trumble）等人，分析了一件來自藍鯨（Balaenoptera musculus）耳朵的奇特「寶物」，一條長達25厘米的……耳屎。

藍鯨的耳屎 | 圖片來源：Stephen J. Trumble et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences（2013）

鯨耳屎的主要成分是蠟質、脂質和角蛋白。大型鬚鯨的外耳開口幾乎是封閉的，耳屎出不去，囤積在耳道里，這個量是很驚人的。鯨耳屎是很有效的傳聲介質，所以耳道被堵上，並不會妨害它們的聽覺。鯨耳屎的積累是一層層的，我們可以像分析年輪一樣，確定某一片鯨耳屎產生的時間。另外，作為鯨身體的分泌物，耳屎里含有鯨體內積累的多種化學物質。研究鯨類的科學家，可以從耳屎中得到許多信息。

鯨耳道解剖示意圖。中間蘿蔔狀的那條，就是耳屎。| 圖片來源：Stephen J. Trumble et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences（2013）

特朗布爾等人對鯨耳屎進行了研究，發現在這頭鯨大約10歲時產生的耳屎里，睾酮（testosterone）的含量特別高，這說明它達到了性成熟。不久後，藍鯨耳屎里的皮質醇（cortisol）含量也突然增加。動物在忍受壓力時，會分泌大量皮質醇，所以耳屎里的成分可以反映藍鯨的心理狀況。性成熟後皮質醇暴增，或許說明這頭鯨正為了「終身大事」而操心，比如競爭配偶，或者跟其他鯨建立社會關係。