科学家们揭示了北极熊毛发的抗结冰奥秘，使这些非凡的生物能够在地球上一些最严酷的环境中生存。它们韧性的关键是什么？油腻的毛发。通过对从六只野生北极熊收集的毛发进行的广泛研究，研究人员确定了至关重要的元素——毛发的“皮脂”（或油脂）。这种皮脂由胆固醇、二酰基甘油和脂肪酸组成，有效防止冰雪附着在毛发上。
一个国际科学家团队揭示了北极熊毛发的抗结冰秘密——这种卓越的适应能力使这些标志性动物能够在地球上最极端的环境之一中繁荣发展。神奇的成分是什么？油腻的毛发。
通过细致的调查，包括检查六只北极熊在其自然栖息地的毛发样本，研究人员确定了毛发的“皮脂”（或油脂）作为重要的保护元素。这种皮脂，由胆固醇、二酰基甘油和脂肪酸组成，显著抑制冰雪附着在其毛发上。
这一发现不仅丰富了我们对北极熊甚至因纽特生态的理解，而且还可能导致多种应用，例如人工生产的皮脂，可能作为有效的抗冰表面涂层，用于包括冬季运动爱好者的下一代滑雪皮肤。
朱利安·卡罗兰，来自都柏林三一学院化学系和AMBER研究爱尔兰中心的博士候选人，是这项研究的主要作者，今天在著名期刊《科学进展》上发表了封面故事。
他指出：“我们评估了冰附着的强度，这表明冰在毛发上的粘附程度；疏水性，决定了在冻结前排水的能力；以及冻结前的延迟时间，显示水滴在特定温度下在特定表面上冻结所需的时间。我们比较了北极熊毛发与人类毛发，以及两种专门制作的人造滑雪皮肤。”
“皮脂快速成为抗结冰效应的关键因素，因为我们发现洗涤毛发显著改变了其粘附强度。未经洗涤的油腻毛发使冰附着变得更加困难。相反，当北极熊毛发被洗涤，消除大部分油脂后，其表现与人类毛发相当，而冰则易于粘附于人类毛发，无论其油脂含量如何。”
这一发现促使研究团队对北极熊皮脂进行了深入的化学分析。除了识别主要成分（胆固醇、二酰基甘油和脂肪酸）之外，他们还惊讶地发现“角鲨烯”缺失。这种脂肪物质通常存在于人类毛发和海獺等其他水生生物中，表明其在北极熊毛发中的缺失对其抗结冰能力至关重要。
理查德·霍布斯博士，三一学院化学系和AMBER研究爱尔兰中心的助理教授及皇家学会-爱尔兰科学基金会大学研究员，是该研究的高级作者之一。他补充道：“生活在极地地区的动物已成为创造新抗结冰材料的灵感来源。”
“例如，麦吉尔大学的安妮·基兹蒂格小组最近发现，金图企鹅羽毛的独特结构提供了抗结冰特性，这在于羽毛的建筑结构而非油涂层。我们的研究强调北极熊毛发皮脂的脂质成分提供了创造抗结冰表面的另一种方法。”
“这项研究不仅是对北极熊毛发皮脂成分的首次调查，同时也阐明了为什么北极熊不会出现冰积聚。尽管它们有厚厚的绝缘脂肪和毛发，并且在冰冷的水中长时间停留，但它们的毛发油脂似乎使它们能够轻易脱落冰雪，因为冰与毛发的粘附性低。”
“我们认为，这些来自北极熊的天然脂质涂层可以指导我们开发更多可持续的抗结冰解决方案，替代目前在抗结冰应用中使用的问题“永恒化学物质”，例如PFAS。”
除了结构性见解，这些引人注目的发现还增进了我们对北极熊和土著因纽特社区狩猎行为的理解。
卑尔根大学的博迪尔·霍尔斯特教授是这篇文章的高级作者之一。她指出：“北极熊的主要狩猎方法之一是‘静止狩猎’，它们在冰上一个呼吸孔附近静止不动，等待海豹出现。这种方法可能导致‘水下潜伏’，北极熊用后腿滑入水中去追逐猎物。随着冰粘附性降低，发出的噪音更小，这使得动作更加隐秘。”
“我们的发现还提供了对因纽特人小心翼翼战术的洞见，增强他们的狩猎策略，紧密模仿北极熊的静止狩猎方法。因纽特人的狩猎凳有时会在脚底装上北极熊毛发，以减少在冰面上的噪音，个体有时会穿着‘北极熊裤’，以确保与冰接触的整个区域覆盖低冰粘附性的北极熊毛发，以降低声音。”
值得注意的是，传统的因纽特毛发制备方法通过避免洗涤毛发侧来保持皮脂，这与其他动物毛发（如狐狸皮）通常在毛发侧使用皂石或干粘土清洗的方法不同。
