第四章 沙漠生態
光合作用、呼吸作用和沙漠植物
所有的動物都以植物為食，即使在沙漠中也是如此。當然，沒有吃素的蛇，但是蛇吃素食的動物，因此蛇和以植物種子為食的小型齧齒動物一樣依賴植物。沙漠裡很少能看到動物的原因，並不是因為沙漠對它們來說太熱、太冷或太乾燥；動物可以適應這些條件。這是因為植物很難適應缺水，因此植物很少。植物的缺乏意味著沙漠動物沒有多少可吃的。
植物餵養所有動物。它們之所以佔據這一重要位置，是因為它們能夠利用從空氣、土壤和水中獲得的原材料製造碳水化合物、脂肪、蛋白質和維生素。為“植物工廠”提供能量的過程稱為光合作用，這個詞來源於兩個希臘詞—意為“光的組合”。
光合作用依賴於一種叫做葉綠素的色素，這種色素存在於葉子和其他綠色植物(如未成熟的果實)表面以下的細胞中，稱為葉綠體。葉綠素是綠色的，正是它賦予植物綠色的顏色。光合作用分兩個階段進行。第一階段依賴於光，所以稱之為光依賴或光階段。第二階段不使用光能，被稱為光獨立或黑暗階段，儘管它也發生在光。
光依賴階段開始於具有適當能量的光子(粒子)撞擊葉綠素分子。葉綠素分子吸收光子，使分子中的一個電子(帶負電荷的粒子)掙脫，使葉綠素分子帶正電荷。電子立即附著在鄰近的分子上。一個電子的加入會從這個分子釋放出一個電子，這個電子會附著到另一個分子上，然後以這種方式釋放的電子沿著分子的電子傳遞鏈從一個分子傳遞到另一個分子。
一些捕獲的能量通過添加磷酸鹽(這個反應稱為磷酸化)將二磷酸腺苷(ADP)轉化為三磷酸腺苷(ATP)，然後電子返回葉綠素。將ADP轉換為ATP吸收能量；將ATP轉換為ADP釋放能量。所有生物都使用ADP↔ ATP反應，用於傳輸能量並在需要的地方釋放能量。
利用光依賴階段的ATP作為能源，光獨立階段開始時將從空氣中獲得的carbono2與核酮糖二磷酸(RuBP)發生一種被RuBP羧化酶(rubisco)催化的羧化反應。在一個反應迴圈中，碳與從NADPH中獲得的氫結合；NADP回到光依賴階段。迴圈結束於葡萄糖和RuBP摩爾庫侖的合成。整個光合過程總結如下：
6CO2 + 6H2O
+ photon
�_�nC6H12O6 + 6O2↑
C6H12O6是葡萄糖，一種簡單的糖。葡萄糖作為能量來源，在呼吸過程中釋放出來，在植物中用於合成澱粉和纖維素，在動物中用於糖原的合成。糖原可以轉化為葡萄糖，為呼吸提供燃料。
呼吸(Respiration)不能與空氣呼吸(breathing)混淆，呼吸是動物獲得氧氣和清除體內二氧化碳的機械作用。所有的動植物都是有氧的(空氣呼吸)，但有些細菌是無氧的，使用不同的呼吸過程。好氧生物利用氧氣氧化葡萄糖，這是一種釋放能量的反應。二氧化碳和水是反應的副產品。這就是呼吸作用，它與photosyn光合理論正好相反：
C6H12O6 + 6O2 �_�n6CO2 + 6H2O + energy
然而，植物有一個問題，來自光呼吸。與普通呼吸不同，光呼吸浪費能量而不是釋放能量。它的發生是因為rubisco酶既能與氧結合，也能與二惡英結合。如果rubisco附著在二氧化碳上，它會催化RuBP的羧基化，但是如果它附著在氧氣上，它會催化RuBP的氧化，引發一系列反應，最終釋放二氧化碳，但不釋放能量。
rubisco1,5-二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶是附著在氧氣上還是二氧化碳上，取決於空氣中這些氣體的相對濃度。曾經，當大氣中二氧化碳的濃度比現在高的時候，光呼吸可能並不重要，但今天，當空氣中二氧化碳含量接近百萬分之365時，rubisco上附著的氧氣足以顯著降低光合作用的效率。某些植物群。被稱為C4和CAM的工廠，已經通過修改光獨立階段開始時的反應來適應低大氣濃度的二氧化碳。
C4光合作用比C3途徑涉及更多的步驟，C4植物比C3植物消耗更多的能量。然而，由於它們避免光呼吸，它們比C3植物更有效地利用二氧化碳。
它們提高的效率使C4植物在乾燥氣候下具有優勢。當水分不足時，植物會關閉氣孔以減少損失，但當氣孔關閉時，它們就不能與空氣交換氣體。二氧化碳不能進入葉細胞，氧氣也不能離開它們。因此，在進行光合作用的細胞內，氧氣濃度增加，二氧化碳濃度降低，光呼吸速率上升，有時甚至超過光合作用的速率。這對C4工廠來說並不像C3工廠那麼麻煩。然而，在溫帶氣候下，C4植物與C3植物相比往往處於劣勢。在溫帶氣候下，水通常是充足的，乾旱很少持續很長時間，所以植物可以通過它們張開的氣孔損失水分。這有利於C3植物，由於C4植物消耗更多的能量，它們通常處於不利地位。
植物為什麼需要水
光合作用是綠色植物製造糖的一系列化學反應，它以二氧化碳為碳源，水為氫源。如果一個植物得不到水，光合作用就不可能了，植物就會死亡。植物體內只有一小部分水用於光合作用；然而，水是植物生長、修復組織和繁殖所需能量的過程中必不可少的原材料。
植物也從土壤中吸收礦物質營養。它們需要相對大量的元素氮、鉀、磷、硫、鈣、鎂和鐵，以及極少量的其他元素，包括硼、銅、錳、鉬和鋅。例如，氮和硫是所有蛋白質的基本成分。這些元素存在於肥沃的土壤中，溶解在水中。它們以溶液的形式進入植物根部，這是植物獲得它們的唯一途徑。植物需要水作為它所需的礦物質營養的溶劑。
一旦它們進入根系統，礦物質營養物質就必須被運送到植物的各個部位，在那裡它們需要葉子、芽、花和果實，以及每一根樹枝、樹枝和莖。營養物質沿著可見的血管流動，就像葉子上的葉脈，以溶液的形式流動；它們溶解在水裡。植物需要水來運輸營養物質。
運輸營養物質的導管形成木質部組織。其他由韌皮部組織組成的導管將光合作用產生的糖分從葉子輸送到植物的每一部分。糖也會在溶液中傳播，所以植物需要水把糖帶到需要能量的組織中。
植物細胞充滿了主要是水的液體。這種液體使細胞壁保持堅硬，就像輪胎裡的空氣一樣，當所有的植物細胞都是堅硬的時，整個植物也是如此。植物需要水來保持它們的剛性科學術語是膨脹。如果它們缺水，細胞就會失去膨脹，植物就會枯萎。它的葉子柔軟地垂著，而在非木本植物中，莖也變得柔軟，植物會倒塌。如果一株枯萎的植物沒有太長時間沒有水分，當它的根再次接觸到水時，它會很快恢復，但長期萎蔫是致命的。
植物通過根尖後的細毛吸收水分。水進入根毛是因為頭髮內部的壓力低於外部的壓力。在根內部，水進入木質部組織，並將其輸送到植物的其他部分。
木質部由端到端排列的中空、近似圓柱形的幹細胞組成。細胞已經死了，但它們形成了連續的管子，一直通向葉子。
葉子有微小的氣孔，叫做氣孔，參與光合作用的氣體通過氣孔進出植物。當氣孔打開進行氣體交換時，水分從葉面下方的葉肉細胞內逸出。這種水分流失稱為蒸騰作用。當水分子逃逸時，相鄰分子強烈地粘附在葉肉細胞壁的凹陷處，同時水分子的相互吸引將水拉到最小的表面積。綜合作用是將細胞內的壓力降低到大氣壓力以下，壓力差使水分從葉木質部進入葉肉細胞。水分子通過分子後面的木質部組織進入葉肉細胞，這種壓力從氣孔開始，通過植物一直傳遞到根毛。這種壓力是如此之強，以至於在炎熱的天氣裡，當蒸騰速率很高時，木質部細胞的側面被向內拉，樹幹變得明顯變窄。
C3、C4和CAM工廠
在許多植物中，光不依賴光的光合作用開始於向核酮糖二磷酸(RuBP)分子中加入一個二氧化碳分子。RuBP是一種含有五個碳原子的糖。加上一個碳原子就產生了六個碳的糖。
這是不穩定的，會分解成兩個分子的3-磷酸甘油酯，一個三碳糖。光合作用利用這種反應的植物被稱為C3植物。C3植物的光合作用效率通常因高的光呼吸速率而降低。
其他植物，主要是熱帶和亞熱帶的禾本科植物，包括玉米和甘蔗，則使用不同的反應。二氧化碳進入位於含有葉綠素的葉細胞下面的葉肉細胞。在那裡，酶PEP羧化酶催化將二氧化碳附著到磷酸烯醇式丙酮酸鹽上的反應，生成四碳化合物草醯乙酸，然後轉化為另一種四碳化合物。PEP-car-boxylase對氧沒有親和力。使用這種反應的植物被稱為C4植物。
這四種碳化合物通過稱為胞間連絲的通道離開葉肉細胞，進入緊緊圍繞葉脈的束鞘細胞。在那裡，四碳化合物釋放出二氧化碳，二氧化碳與rubisco結合，進入光獨立階段。因為二氧化碳積聚在束鞘細胞中，所以它的濃度總是很高，足以確保它在rubisco與氧氣的競爭中獲勝，從而阻止了光呼吸。
某些沙漠植物已經進化出一種更進一步的改良方法，當葉子的氣孔打開與空氣交換氣體時，可以將水分的損失降到最低。這種修飾首先在石蒜科和韭菜科的植物中被發現，它被稱為景天酸代謝，通常縮寫為CAM。是沙漠植物的一種精巧的碳固定方法
CAM景天酸代謝植物在夜間打開氣孔，此時空氣涼爽，蒸發率低。二氧化碳進入葉肉細胞，氧氣離開，但水分損失很少。二氧化碳與有機酸結合，產生的化合物儲存在葉肉細胞內的液泡(小空間)。
光合作用在夜間是不可能的，但在黎明時，CAM植物會關閉氣孔，直到傍晚。白天，它們利用一夜收集的二氧化碳進入光合作用的光獨立階段。
帶刺的梨仙人掌(仙人掌屬)的刺生長在一個叫阿雷奧裡的凹陷處。
亞熱帶沙漠的典型植物
仙人掌是所有沙漠植物中最著名的一種，它以多種方式應對乾旱。它們沒有葉子或者只有很小的葉子。仙人掌典型的綠色膨脹結構是莖，而不是葉。光合作用發生在莖中，莖也儲存水分。膨大莖的球狀減少水分流失，防止植物過熱，並儲存水分。這是因為腫脹的莖比它們沒有膨脹時的表面積要小。
莖的體積決定了它能儲存的水分，表面積決定了它能吸收的熱量和通過蒸騰作用流失的水分。自然，沙漠動物可能喜歡偷水和防止這種最仙人掌保護自己的惡意尖刺。有些物種的刺很小，有刺，很容易脫落，而且成串生長，所以任何與它們擦肩而過的動物都要花很長時間把它們從皮膚上剝下來。大多數仙人掌的根很淺，但在較大的種類中，這些根水準分佈很長。根適應於在地表以下迅速吸收水分。
所有仙人掌都是CAM景天酸代謝植物。
仙人掌的刺，還有它們的枝椏和花朵，都是從一種叫做檳榔的凹陷墊子上長出來的。它們被單獨地設置在稱為結節的凸起的腫塊上，或者沿著脊或肋骨成排排列，比如在saguaro或巨型仙人掌(Carnegiea gigantea)中。仙人掌是所有仙人掌中最大的，它可以長到20米高，直徑60公分。它的花白天由鳥類和昆蟲授粉，晚上由蝙蝠授粉。
生活在沙漠等極端環境中的不相關的動植物通常會變得彼此相似。非洲沙漠中的一些植物看起來幾乎和美國沙漠中的仙人掌一模一樣。他們不是仙人掌，但是，成員的斯普吉科(大戟科)。
大戟The
spines of cacti,，產於摩洛哥南部，生長為一束仙人掌狀的腫脹莖幹，高達90公分，有尖銳的脊狀刺。E、 異色菌外觀相似，但高達1.8米，產於東非。
阿比西尼亞刺(E.abysinica)有垂直的脊狀莖和刺，長到4.5米高，加那利島刺(E.canariensis)可以有6米高。產自南非的牛奶桶(E.cereformis)生長為一簇高達90公分高、5公分厚的脊狀莖。它與仙人掌非常相似，因此被命名為“仙人掌”，意思是“仙人掌形”。當然，大戟和仙人掌之間也有區別。與仙人掌不同，大戟產生一種劇毒的汁液。大戟成對地長著刺，而仙人掌則單獨或成串地長著刺。仙人掌是CAM景天酸代謝植物，大戟屬C3植物。
荊棘樹Thorn
trees(1200種金合歡屬)，在澳洲被稱為荊棘樹，也有刺。澳洲的物種數量最多，但荊棘樹也生長在非洲和亞洲的沙漠中，而牛角相思(A.cornigera)則分佈在中美洲。它的刺在底部膨脹，每一根刺都有一群螞蟻保護著樹，以換取植物提供的食物。
荊棘樹與龍舌蘭
許多龍舌蘭看起來像仙人掌。它們有厚厚的葉子，在某些物種中長達3米，邊緣有皮刺。龍舌蘭生長在世界的許多地方，但世紀植物(龍舌蘭屬)是美國的。它的名字是指錯誤地認為這種植物每世紀只開花一次。事實上，它每10-20年開花一次。
尤卡也屬於龍舌蘭科，30種都是美洲的。有些尤卡有小樹那麼大。其中最大的是莫哈韋沙漠的約書亞樹(絲蘭)，它可以長到10米)。
雜酚油灌木叢(Larrea divaricata tridentata)是北美和中美洲大面積沙漠中最豐富的植物。這些灌木高達1.5米，可以在沒有雨水的情況下存活一年。它們的葉子有雜酚油的味道，因此得名。
所有這些都是多年生植物，總是存在於沙漠中，能夠在沒有水的情況下長時間存活。仙人掌、大戟、龍舌蘭和玉簪在它們的吸力(保濕)葉子中儲存水分。荊棘樹和雜酚油灌木叢的葉子很小，可以最大限度地減少水分流失，並且在降雨之間保持休眠。其他植物作為種子在潮濕時發芽而存活。
風滾草是其中最著名的。有幾種不相關的物種，其中典型的是翻筋斗草(Schedonardus panicu
latus)。植物在產生種子後死亡。當它枯萎時，它捲曲成一個球，裡面有種子。風把球吹過去，邊走邊撒種子。
許多其他植物在地下以種子的形式存活。雨後，種子發芽，植物生長，開花，在地面乾燥前播種。加州的月見草產生的種子可以等待50年或更長的時間才能發芽。每當下雨，沙漠就會開花，但幾周之內，花兒就不見了，植物也死了，沙漠顯得貧瘠，因為新的種子正等待著下一場雨的到來。
風滾草與沙漠月見草
寒冷沙漠中的典型植物
戈壁是一個蒙古語詞，意思是“無水之地”。雖然是沙漠，但戈壁並非沒有植物。多汁的草生長在較溫暖的地區，特別是棘球蚴，小米的一種。在戈壁高原的其他地方有羽狀草(針茅屬)，葉片折成管狀，所以氣孔在裡面。這個最小值可以減少蒸騰作用造成的水分損失，是對乾燥條件的一種適應。這些包括戈壁羽毛草(S.glare osa)和紅丁香S.villosa)。在沙漠邊緣有蛇草(燈盞花屬植物)，包括長尾草(C.soongorica)。
還有灌木。在有些地方土壤是鹹的，所以許多木本植物是鹽生植物(耐鹽)和旱生植物(耐旱)。黃櫨，又名黃櫨豆莢(合歡葉黃素)，有可食性的花蕾，可用作山柑的替代品。白刺(nitrariasibirica)是同一科(顴科)的一員，有一種水果，一些動物會吃它，因為它富含鹽。檉柳是灌木或小喬木，通常生長在海岸附近的沙地上。紅柳(reaumuria soongoria)是檉柳科的一種小型鹽生灌木，分佈於中國西北部低窪的準噶爾盆地。黃麻黃是一種旱生灌木或小喬木。
冬脂- winterfat (Krascheninnikovia
lanata)，甜菜科(藜科)的一員，也生長在北美，那裡被稱為白鼠尾草。它是一種小灌木，上面覆蓋著一層濃密的淡黃色毛髮。Gobi kumarchik(agrophyllum gobicum)也屬於同一科，但它是一種一年生草本植物，種子是蒙古族的重要食物。
梭梭是一種大約3米高的灌木，生長在沙漠中沙質穩定的地方。在許多不太乾旱的地方，薩克索植物生長得如此緊密，形成了“森林”，將土壤粘合在一起，防止水土流失。此外，還有小灌木(錦雞兒和白花錦雞兒)，小灌木是大面積的優勢植物。
相比之下，中國西部的塔克拉瑪干沙漠極度乾旱，植物稀少。在地表3-4.5米範圍內有地下水的窪地，有稀疏的檉柳灌木叢和硝石灌木叢，但在沙漠的大部分地區，移動的沙子使植物無法獲得安全的錨地。沙漠邊緣有更多的植物。
南美洲南部的巴塔哥尼亞有著豐富的植物。西部邊界有森林。在山脈東面的高原上，植物是旱生植物，適應於低降雨量和持續乾燥的風。很少有植物生長在最乾旱的地區，但也有一些濕潤的地區完全被植物覆蓋。在沙漠地區，植物覆蓋了地面15%的面積，有鹽生植物，如鹽沼(濱藜屬)和甜菜科(藜科)的其他成員。
在潮濕地區，幾乎一半的地面被植物覆蓋，主要的物種是墊狀植物，通常生長在岩石之間，還有矮小的灌木。墊子植物通常有2-10公分高，大多數有微小但明亮的花朵。許多被廣泛培養為阿爾卑斯山，包括Benthamiella，Brachyclados和Nassauvia物種。在灌木和墊層植物中，有一簇羽草(針茅屬)和草甸草(Poa種)。
在沙漠與潘帕斯草原匯合的地方，灌木覆蓋了一半以上的土地。它們包括高達50公分的Chukiraga物種，以及高達3米的小檗屬植物。
炎熱沙漠中的典型動物
鬆散的沙漠沙子像液體一樣流動，有動物在裡面游泳，就像在海裡一樣。一些蜥蜴在沙灘上遊動，在南部非洲和其他任何地方都能找到的金鼴鼠也是如此。
所有的鼹鼠視力都很差，但金鼹鼠真的是瞎的。皮膚覆蓋眼睛，皮毛覆蓋耳朵外部。然而，這並不能使他們聾，因為內耳的骨頭非常大，對振動非常敏感。金鼹鼠和其他鼹鼠的關係並不密切，儘管它們很相似，生活方式也很相似。它們在沙子表面下游泳覓食昆蟲，它們會吃掉任何一隻來路的無腿蜥蜴。格蘭特的金鼴鼠(Eremitalpa granti)每晚遊動5公里遠尋找食物。
撒哈拉沙漠刺蝟(Paraechinus aethiopicus)和中亞沙漠的勃蘭特刺蝟(P.hypermelas)和長耳刺蝟(hemichinus auritus)主要以昆蟲等無脊椎動物為食，但它們有時也會吃老鼠大小的動物。這些刺蝟的耳朵很大，就像暖氣片一樣讓主人保持涼爽。流經它們的血液非常接近表面，並在返回心臟之前將熱量釋放到空氣中。大耳朵是適應炎熱沙漠生活的常見習慣。豺兔，實際上是野兔(Lepus物種)而不是兔子，也有大耳朵，還有美洲山貓或美洲山貓(Felis caracal)，一種高達75公分的貓，不包括捕獵它的長尾。然而，最大的耳朵屬於北非、西奈和阿拉伯的芬內克狐狸(Vulpes zerda)。它是所有狐狸中最小的。一個成年成人的體重只有0.8-1.5公斤。芬內克狐狸白天呆在沙子裡的洞穴裡，晚上出來捕食老鼠、鳥、蜥蜴和昆蟲。
當然，耳朵是用來聽的，大耳朵的沙漠動物有敏銳的聽覺。許多捕食者在夜間捕獵，根據最輕微的聲音定位獵物。獵物依靠它們的聽覺來探測獵人的接近。
芬內克狐狸 撒哈拉沙漠刺蝟
熱如何殺死動物如何保持涼爽
如果你的體溫上升到37攝氏度以上幾度，你就會生病發燒。如果溫度上升到43攝氏度以上，並且在那裡停留超過幾分鐘，你的大腦就會受到損傷。高溫會致命。在這方面，人們並不是獨一無二的。沒有脊椎動物能忍受過高的體溫。在雌鳥體內的溫度，也就是所謂的核心溫度，大約在36–40°C之間。鳥類的核心溫度比哺乳動物高。
動物只能忍受有限範圍的體溫，部分原因是化學因素。生命體的所有功能，如呼吸、消化和肌肉活動，都涉及酶催化的化學反應。這些反應發生的速度隨著溫度的升高而增加，每升高10°C大約會增加一倍，但有一個溫度高於該溫度，它們就會減速。這意味著有一個大約40°C的最佳溫度-在這個溫度下，酶的最佳反應溫度決定了正常的體溫。在大多數物種中，核心溫度始終低於最適酶的溫度，因為在僅略高於最佳溫度的溫度下，將酶結合在一起的化學鍵開始斷裂，酶降解。當這種情況發生時，正常的身體功能開始失效。在炎熱的沙漠中生存取決於能否保持涼爽。
爬行動物，如蛇和蜥蜴，在一天的高溫中，通過在地下尋找樹蔭或洞穴來保持涼爽。它們的體溫在夜間下降，就像有一個溫度高於這個溫度酶反應會減慢一樣，低於這個溫度它們就會非常緩慢。當身體寒冷時，蛇或蜥蜴的肌肉幾乎不能活動。它必須從每天的熱身開始，每天都要在早晨的陽光下曬太陽。動物在陽光下曬太陽以提高其核心溫度，並尋求陰涼來降低溫度的動物被稱為外胚層動物。在希臘語中，exotherm是“外部”的意思，它通過外部方式調節其核心溫度。
哺乳動物和鳥類都是吸熱型的，希臘語中是“內”的意思。它們通過出汗、喘氣、顫抖、收縮或擴張皮膚下方的血管等方式，在體內調節體溫。實際上，這並不是很簡單，因為吸熱者也會尋求蔭涼和曬太陽，人們在冷熱天氣穿著不同的衣服。例如，沙漠中的小型齧齒動物，在天氣太熱的時候會躲到地洞裡。齧齒動物躺在地洞裡，一動不動。它的呼吸和心跳變慢，體溫下降，動物進入遲鈍狀態—一種深度睡眠。幾小時後，當地面上的溫度較低時，齧齒動物會蘇醒過來，繼續尋找食物。恩多斯
吸熱者在晚上和早上第一件事都是活躍的，他們可以生活在寒冷的氣候中，但他們為這種靈活性付出了代價。吸熱需要能量，所以吸熱者必須比同樣大小的外吸熱者吃更多的東西。一個人消耗的食物能量是同等體型的短吻鱷的30倍。
出汗和喘氣通過讓水分從表面蒸發來冷卻身體。齧齒動物不出汗，而是舔自己的皮毛，這有同樣的效果。蒸發是一種有效的方法來損失多餘的熱量，但前提是損失的水分能夠迅速得到補充。以這種方式保持涼爽但不能喝水來補充水分的動物很快就會開始脫水。
流失的水分來自細胞周圍的液體。只有純水會流失，因此，溶解在體液中的鹽變得更濃。當細胞周圍的溶液比細胞內的溶液強時，水就會從細胞中流出，穿過細胞壁，以減小濃度差。這會增加細胞內的濃度。首先，它的作用是加速細胞活動，因為在濃度更高的溶液中，分子會更頻繁地與它們結合的酶分子上的活性位點發生碰撞。然而，最終，所有的活性位元點都會被佔據；細胞將無法製造更多的酶；細胞的功能將被破壞。細胞就會開始死亡。嚴重脫水的人會變得非常混亂，失去身體協調能力。
在大多數哺乳動物中，包括人類，脫水也會使血液變稠，因為血漿會穿過血管壁來補充因出汗或喘氣而流失的液體。隨著血液變濃，心臟不得不加大泵送的力度來迴圈，最終血液迴圈減慢。吸熱者散熱的最重要機制是擴張皮膚中的血管。靠近表面流動的熱血會失去熱量，並在較低的溫度下返回心臟。然而，如果迴圈變慢，這個過程也會變慢，核心溫度會迅速上升，無法控制。當動物體內的水分損失了10%到20%(人類約為12%)時，死亡很快就會到來。這就是所謂的爆炸熱死
有些動物比其他動物更能適應炎熱氣候下的生活，駱駝可能是所有動物中裝備最齊全的。它避免了爆炸性的熱死亡，並以能夠長時間不喝水而聞名。一隻駱駝每天能背著230公斤的重物行走40公里，每天能以16公里/小時的穩定速度載著騎手超過160公里。駱駝被稱為“沙漠之船”並非毫無意義
約書亞樹(絲蘭) 駱駝刺(Alhagi maurorum)
駱駝：沙漠之船
單峰駱駝(Camelus
dromedarius)在夏天有17天不喝酒。冬天有些駱駝根本不喝水，兩個月不喝水，它們仍然會拒絕喝水。然而，當駱駝喝水時，它能在10分鐘內吞下100公升的水。
駱駝在不喝水的情況下能存活很長時間，因為它用水效率很高。它的腎臟從尿液中提取大量水分，使該動物每天只排出1.14公升的水。
許多動物，包括人類，通過出汗來保持涼爽。但是駱駝在體溫超過40.5攝氏度之前不會出汗。如果它無法獲得水，它的體溫會在夜間下降，有時會低至34°C。因此，白天溫度升高需要幾個小時。如果有水的話，冬天和夏天的溫度變化要小得多。
駱駝的身體暖和得很慢，因為它厚厚的皮毛在它的皮膚附近會有一層空氣。駱駝皮毛的外層吸收熱量，阻止熱量到達皮膚，當駱駝出汗時，它的汗水會通過皮膚的熱量而不是太陽的熱量蒸發到空氣中。
駱駝的駝峰是用脂肪做成的，是一個食品商店。在它身體的其他部位，皮膚下面的脂肪層非常薄。駝峰提供了隔絕陽光的作用，而其他部位的薄薄脂肪層使熱量能夠從身體中逸出。
當駱駝失去體液時，它是通過唾液和肺部的水分而不是血液流失的，來補充其他體液和組織中流失的水分。這使得血液的體積保持恒定，避免了爆炸性的熱死亡，但是其他液體的流失會使動物變瘦。它可以通過體液的流失而減掉25%的體重，同時保持健康，儘管它非常消瘦，它的肋骨清晰可見，即使不能喝水也能繼續進食。當它喝的時候，它的身體立刻又充滿了。
駱駝的後腿只在股骨(大腿骨)的頂部與骨盆相連；在大多數動物中，它們是由一直延伸到膝蓋的肌肉連接的。這種依附方式使駱駝看起來像一隻長腿，但當它躺下時，它也能讓它的後腿完全蜷縮在身體下面，從而減少了暴露在高溫下的體表面積。當駱駝躺下時，它們通常靠得很近，所以它們相互遮蔭，它們都面向太陽，以儘量減少身體暴露在陽光直射下的面積。當太陽在白天移動時，駱駝會改變姿勢跟隨太陽移動。
駱駝的腳很寬。它們分散了駱駝的體重，有助於防止駱駝沉入鬆軟的沙子中。它有長長的睫毛，每行睫毛都是雙倍的。這些有助於防止沙子進入眼睛。長毛也保護它的耳朵，它能夠關閉鼻孔。這些都是駱駝適應沙漠生活的能力。
冰凍如何殺死動物，動物如何保暖
走進一個溫度為29°C的房間，會感到溫暖。然而，過不了多久，一個赤身裸體、一動不動地呆在這樣一個房間裡的兒子就開始感到冷了。對於一個衣冠楚楚的人來說，這似乎很溫暖，但29°C比人體正常的核心溫度37°C低8°C。
沒有動物喜歡感到寒冷。寒冷會致命。在29°C的環境中，一動不動、赤裸的人體根本不會出汗。如果空氣溫度從29°C緩慢下降，皮膚中的血管會收縮，以減少體內熱量的流失，使人臉色蒼白。由於皮膚肌肉收縮，會出現雞皮疙瘩。如果人類有更多的體毛，這種收縮會使其上升，在皮膚附近形成一層空氣作為隔熱層。不久之後，這個人就會開始不由自主地顫抖起來。
當空氣溫度降至約26°C的低臨界溫度以下時，這些機制將不再足以維持核心溫度。然後，細胞呼吸會加速，推動人體新陳代謝加快，“燃燒”碳釋放能量，消耗更多氧氣來推動氧化反應。隨著溫度的降低，呼吸會繼續加速，但會達到一個點，超過這個點，呼吸所涉及的化學反應開始失效。然後，病人會感到困惑，頭暈，抽筋。如果患者的核心溫度低於32°C的低致死溫度，他或她就會死亡。
所有的動物都有一個溫度範圍，在這個範圍內它們的身體機能最有效，如果它們的體溫超過或低於一定的限度，它們就會死亡。上圖顯示了溫度和代謝率之間的關係。
凍傷發生在組織冷卻到冰點以下。皮膚中的血管收縮以減少熱量損失，組織開始凍結。冰晶在細胞間的液體中形成，增加了液體中的鹽濃度。這會把周圍細胞的水分抽走，導致細胞脫水，最終導致死亡。它也能引起蛋白質的分解。
低臨界溫度因物種而異，反映了每個物種適應的氣候。生活在撒哈拉沙漠等炎熱沙漠的齧齒動物的最低臨界溫度約為31°C。北極狐(Alopex lago pus)的溫度為-40°C。然而，這並不意味著北極狐能忍受遠低於-40°C的溫度。在這個溫度下，狐狸呼吸所需的能量接近最大值。即使有無限的食物供應，狐狸也不能消化得足夠快以產生必要的溫暖。因此，低臨界溫度和低致死溫度之間的差距很小。
狐狸和所有寒冷氣候下的大動物一樣，依靠隔熱來禦寒，就像因紐特人在零下溫度下完全呆在家裡一樣，穿著厚厚的防風衣服。海洋哺乳動物，如海豹、海豚和鯨魚，在皮膚下面有一層厚厚的脂肪，稱為鯨脂，作為絕緣層和儲存能量豐富的食物。陸地動物，如狐狸和北極熊，有厚厚的皮毛。小動物，如齧齒動物，並沒有大到足以擁有真正厚的皮毛，而且小動物的表面積與體積的比例比，比大動物大得多。熱量通過身體表面散失，所以表面積越大，動物失去的熱量就越多。小動物很容易失去身體的熱量，它們能在寒冷的冬天生存下來的唯一方法就是冬眠。
生活在寒冷氣候下的動物通常有小耳朵。它們減少熱量損失的方式與動物在炎熱氣候下的大耳朵最大限度地減少熱量損失一樣，幫助它們保持涼爽。
北極隔熱是非常有效的。北極狐的低臨界溫度如此之低，說明它直到溫度降到-40°C時才開始感到寒冷。它的身體脂肪和厚厚的皮毛使它保持溫暖。
然而，這並不是全部。狐狸的鼻子是光著的，腿下部和爪子上的毛比身體其他部位要薄得多。實際上，它不必介意它的腳是冷的。如果它的腳處於核心溫度，它們會融化狐狸站在上面的冰雪，這可能很危險。但是，如果它的腳和鼻子都快凍僵了，那麼狐狸如何避免把它們身上的冷血輸送到身體裡，降低它的核心溫度呢？北極鳥類的屍體更引人注目地提出了這個問題：它們的小腿和腳上根本沒有羽毛。
解決辦法在於逆流交換。靠近肢體(如腿)與身體主要部分的連接處，動脈和靜脈並排運行，非常緊密地連接在一起，形成一個小血管網，稱為“神奇網”。這種結構允許熱交換。從心臟流出的熱血通過動脈流向四肢，溫暖了通過靜脈流向相反方向的冷血。接近心臟的血液變得比其他情況下更熱，大大減少了動物維持核心溫度所需的能量。同時，流向四肢的血液被冷卻，因此四肢保持涼爽。當氣溫為-30°C時，北極狐的爪子溫度約為0°C，腳踝溫度為14°C，鼻子溫度為5°C。然而，它的肩部肌肉溫度為37°C，胸部肌肉的溫度為35°C。這個奇妙的網使動物能夠在遠低於冰點的溫度下舒適地生活。
體溫和代謝率。有一個特定的溫度範圍，在這個範圍內，特定動物的功能最有效。在這一範圍之外，超過低或高臨界溫度，動物的代謝率增加，以提高或降低核心體溫。最終證明這是不可能的，當其核心溫度達到低或高致死溫度時，動物就會死亡。
冬眠和冬眠期間會發生什麼
當炎熱變得難以忍受時，大多數沙漠動物會尋找蔭涼處。有些人在岩石下找到了庇護所，而另一些人則躲到洞穴裡，在那裡等待傍晚的涼爽。在等待的時候，這些動物會進入深度睡眠狀態。這種在一天中的一部分時間裡避暑的方法稱為利尿。
莫哈韋地松鼠有一個洞穴，但當它撤退到洞穴時，它白天和晚上都會呆在那裡。它只生活在加州莫哈韋沙漠的西側，由於與棲息地的距離太遠而很罕見，但即使考慮到它的稀有性，也沒有多少人見過它。這是因為它不僅可以在炎熱的沙漠中睡覺，而且可以在冬天睡覺。它在2月份出現在地面上，8月份消失。如果食物短缺，它最早可能在四月份就可以恢復睡眠。
這只小松鼠在活動時有很多事情要做。它必須交配，雄性每天要行進1.6公里尋找配偶。對於一隻長約23公分的動物來說，這是一段很長的路，包括它的尾巴。幼崽3月出生，5月斷奶，不久就獨立了。當這一切發生時，松鼠必須貪婪地進食，在灼熱使所有的食物植物枯萎之前，它的體重幾乎翻了一番，是時候再次睡覺了。
它的長眠不是普通的睡眠。當它打瞌睡時，松鼠的體溫會下降，直到它只比它涼爽的洞穴裡的氣溫高出一兩度。它所有的身體功能都會減慢。它的呼吸和心跳都很慢，偶爾會完全停止呼吸一段時間。在這種情況下，當松鼠的身體需求減少到最低限度時，它在春季和初夏儲存的脂肪為松鼠提供了足夠的能量和足夠的安全空間，以維持松鼠直到第二年春天的第一片葉芽開放。然後，當它的身體感覺到白天的延長和溫度的上升時，它的呼吸就會加快。在快速呼吸15-20分鐘後，它的肌肉有足夠的氧氣活躍起來。松鼠開始發抖。顫抖會產生體溫，大約半小時後松鼠就醒了，警覺了，而且很活躍。
據說，在炎熱的天氣裡休眠的動物是令人興奮的，來自拉丁語的aestus，意為“熱”，而莫哈韋地松鼠並不是唯一一種以這種方式躲避高溫的沙漠物種。許多地松鼠和所有的沙漠青蛙和蟾蜍都這樣做。青蛙和蟾蜍通過皮膚吸收氧氣並釋放二氧化碳。這就是所謂的皮膚呼吸，這意味著青蛙和蟾蜍的皮膚滲透性很強，很容易失水。估計可以讓它們在潮濕的地面下長期存活，那裡沒有乾燥的危險。產於北美沙漠的庫奇蟾蜍(Scaphiopus couchii)一年中有10到11個月處於休眠狀態，只有在聽到雨聲時才會蘇醒。
在寒冷的天氣裡，一種動物通過變成多爾曼特而存活下來，據說是冬眠的拉丁詞，許多哺乳動物都冬眠，南加州的蝴蝶蘭(Phalaenoptilus nuttallii)也冬眠。它是已知的唯一能冬眠一段時間的鳥。霍皮印第安人稱之為 “睡眠一號”。當它冬眠時，它的溫度通常在40°C左右，下降到18°C。
只有小動物能夠冬眠，其中包括許多在冬季寒冷的大陸沙漠中發現的物種。北極地松鼠冬眠。這種動物是莫哈韋地蜥蜴的近親，生活在北美和歐亞北極地區，在俄羅斯被稱為長尾沙烏。
土撥鼠也是松鼠的一種，是冬眠的最大動物。動物越大，進入冬眠並從中醒來所需的時間越長，喚醒所需的能量也就越大。這是因為與體積相比，小動物的身體有很大的表面積，因此熱量迅速散失，而且它的小體積也使它能夠迅速升溫。土撥鼠平均重5公斤，這可能是真正冬眠動物體型的上限。
雖然很多人認為熊冬眠，但事實上它們漫長的冬眠並不是真正的冬眠。熊的正常體溫平均為38攝氏度。在冬季休息期間，它的溫度僅下降到約34°C，很少低於31°C。相比之下，北極地松鼠的正常體溫為38攝氏度，在冬眠期間降至1到2攝氏度的冰點以內。如果一頭重達200公斤的熊冬眠，讓它的溫度降到4攝氏度，把它的溫度提高到38攝氏度，需要幾天的時間，所需的能量相當於熊在3.5天的日常活動中消耗的能量。在冬眠之前，熊不可能吃到足夠的食物，這樣它就不可能在身體上留下一層足夠厚的脂肪來維持它度過冬天，然後讓它復活。
還有一個額外的風險。如果它的體溫降到某個危險閾值以下，冬眠動物就需要自我喚醒。它醒來後，通過顫抖和走動來取暖，然後吃下冬季儲存的食物來補充這種活動所消耗的能量。小動物在冬天會醒好幾次。在這種情況下，一隻熊那麼大的動物不太可能迅速蘇醒，以防止體溫下降到足以造成嚴重傷害的地步，而且它也不可能取代冬季囤積的零食所消耗的能量。只有小動物能冬眠。
蠍子、蜘蛛和昆蟲
大多數人害怕蠍子。蠍子的尾巴翹起，事實上是一個後兆，而不是一個有著可怕的刺的尾巴，這讓蠍子贏得了一個壞名聲，這在一定程度上被戰爭激怒了。所有的蠍子都會螫人，但它們這樣做是為了在吃昆蟲之前制服它們的獵物。700種左右的物種中，大多數都會產生一種對人類極為痛苦的刺痛，但它們會從中完全康復。
不過，也有例外。雄尾蠍是非常危險的物種，東半球沙漠中的肥尾蠍子(A.australis)可能是所有物種中最糟糕的。長達10公分長，帶有極強的毒液，可以釋放致命的毒刺。它藏在岩石和裂縫下面，也藏在房屋的石牆和磚牆的裂縫裡。
美國蠍子沒有那麼危險。條紋蠍子是人們最常遇到的。它大約有6.4公分長，藏在涼爽潮濕的地方。它的刺很痛，但只有毒液過敏的孩子才會致命。與之相關的稍大一點的樹皮蠍子(C.sculpturatus)是美國唯一一種能被螫死的物種。兒童、老年人和患有呼吸道疾病的人尤其脆弱。不像大多數蠍子，樹皮蠍子從不挖洞，而是完全生活在樹上。沙漠毛蠍子(Hadrurus arizonensis)是美國最大的物種。它長9.5公分，生活在岩石中。
儘管蠍子的名聲很好，但它們只有在被處理或觸摸時才會螫人。然後，它們用爪子抓住騷擾者，就像抓獵物一樣，反復叮咬。如果一隻蠍子抓住你，馬上把它撕開。
所有的蠍子都是夜間活動的。這就是為什麼他們很少被看到，但給那些在天黑後赤腳或穿著涼鞋的人帶來了危險。它們的視力很差，但它們能夠探測到空中或地面的震動，一旦找到獵物，它們就會迅速發動攻擊。
風蠍子更顯眼，因為它們白天很活躍。它們有許多名字，包括太陽蜘蛛、假蜘蛛、駱駝蜘蛛和傑裡曼德斯。孤獨的獵人，他們看起來就像薊球一樣，在沙漠中追逐獵物。有些人的身體長度不超過1.5-2.0公分，最大的大約有7公分長或15公分長，如果包括腿。它們捕獵昆蟲、蠍子、蜘蛛、小的複製體、老鼠大小的哺乳動物，以及彼此—它們非常反社會。他們也會吃腐肉。
儘管它們的名字，它們既不是蠍子，也不是蜘蛛，儘管它們有八條腿和大螯蝦(用作爪子)以及長的腳掌，看起來像腿，但卻是用來檢查和操縱物體的附屬物。它們是避日目solifugid(Solifugae目)，與蜘蛛和蠍子有關，但與它們不同。全世界大約有900種梭魚主要分佈在炎熱的沙漠中。有些物種是夜間活動的。它們通常比白天活躍的避日目solifugids大，顏色也不那麼鮮豔。
狼蛛真的是蜘蛛的一種。他們通過追捕獵物並制服獵物來捕獵。他們有敏銳的視力-有兩個大眼睛和四個小眼睛在他們下面，可以察覺到最輕微的運動，可能背叛一個潛在的受害者。沙漠裡也有跳蛛。它們跟蹤獵物，一進入射程就跳到獵物身上。
虎甲蟲(蟬科)約2.5公分長，通常顏色鮮豔。白天活躍，它們追逐獵物，但它們的幼蟲使用不同的狩獵策略。幼蟲在它等待的地方挖出一個垂直的洞穴。當一隻昆蟲接近它時，它抓住它的獵物，緊緊抓住它，直到獵物被制服。
蟻獅(Myrmeleontidae)和蠕蟲獅(rhagonidae)挖陷阱。蟻獅用它的下顎挖出一個圓錐形的口子，用它的下顎挖取食物。當一種昆蟲(通常是螞蟻)到達坑的邊緣時，蟻獅會向坑內投擲沙子，從而引發滑坡，將受害者帶進坑中並到達等待的下顎。
所有的沙漠裡都有很多昆蟲。每下一場雨，都會生出蝴蝶和飛蛾。每一種植物都有素食主義者的蒼蠅和甲蟲。豐富的可食用昆蟲意味著獵人有充足的食物。
黑暗甲蟲(擬步甲科)雖然白天活動頻繁，但幾乎沒有敵人。它們對威脅的反應要麼釋放出一種強烈的攻擊性氣味，要麼假裝死了。大多數捕食者會留下一隻死甲蟲。
蝗蟲
有毒蛇藏在沙子下面，隨時準備出擊。黑暗的縫隙裡潛伏著致命的蠍子，咬人的梭菌，叮人的昆蟲。然而，這些都不能激起一種特殊的大蚱蜢的恐懼：蝗蟲是嚴格的素食主義者。它們咬人或不咬人。它們不會傳染疾病給人。然而，他們經常殺害數千人，並且在歷史上一直如此(見109頁的側欄)。一隻成年蝗蟲長約5公分，翼展約10公分，重約2克。體重很重要，因為這大概就是它每天吃的食物量。數量很小，但是一噸蝗蟲每天吃的食物相當於2500人的食物，而蝗蟲群包含了許多噸昆蟲。2004年，蝗災席捲昆士蘭州和澳洲新南威爾士州部分地區，還摧毀了茅利塔尼亞和非洲西撒哈拉的糧食作物。蝗蟲入侵馬達加斯加始於1939年，直到1957年蜂群才消失。
蝗蟲是至少1萬種短角蚱蜢(蝗蟲科)之一。它們都以樹葉為食，但只有大約12種物種週期性地形成蜂群。蜂群行為涉及到昆蟲行為和外表的巨大變化，正是這種改變的能力使蝗蟲與其他蝗蟲區別開來。這種變化是如此之大，直到1921年，俄羅斯昆蟲學家伯里斯·P·烏瓦羅夫(Boris P.Uvarov)才意識到，在此之前被認為是兩個不同物種的事實上是同一物種的兩種形態。
蝗蟲種類分佈於非洲、近東、亞洲和澳洲的不同地區。它們都具有很強的破壞性。南美蝗蟲(Schistocerca paranensis)是中美洲和南美洲最嚴重的蝗蟲，在1874年至1877年間，成群的洛磯山蝗蟲(Melanoplus spretus)覆蓋了美國324000平方公里，高達1525米。在那次疫情爆發期間，一些人試圖用毯子覆蓋莊稼。蝗蟲吃了毯子，然後又吃掉了莊稼。洛磯山蝗蟲很快就滅絕了，最後一個已知的標本是1902年在加拿大發現的。科學家們認為，農民們在蝗蟲產卵的地方耕耘，無意中毀掉了蝗蟲。
最具破壞性的物種，也是歷史上大多數大瘟疫的罪魁禍首，被簡單地稱為沙漠蝗蟲(Schistocerca gregaria)。它生活在非洲和亞洲的沙漠和乾燥草原上，那裡的年平均降雨量不足200mm。像所有蝗蟲一樣，沙漠蝗蟲大部分時間都是無害的蝗蟲。它們能飛，但很少會飛，雖然它們經常大量出現在食物充足的地方，但灰色、棕色或綠色的昆蟲會相互躲避。它們在地表以下潮濕的土壤中交配產卵。大約兩個星期後，卵孵化出來，幼鳥，也就是所謂的漏斗，出來覓食。蝗蟲不能飛，但在兩到四個月內，它們成熟為可以飛的成蟲。
蝗蟲繼續以這種方式生活，直到大雨被大量增加的植被所淹沒。然後雌蝗產卵量增加，以利用食物舞蹈的增加和蝗蟲數量的增加。那就是幼年昆蟲發生變化的時候。它們的顏色變為粉紅色，有時帶有黑色、黃色或橙色條紋，它們不再互相回避。相反，當兩個個體相遇時，它們傾向於保持在一起，當成對的個體相遇時，它們也會一直呆在一起，這樣蝗蟲就形成了一個不斷擴大的帶。昆蟲只有拋棄外部骨骼才能生長，第五次蛻皮後，蝗蟲已經成熟，顏色變黃。它們晚上棲息在樹木和灌木中，整天進食。不久，它們的食物供應就枯竭了，也就是它們開始遷徙的時候，它們像一個巨大的蜂群一樣在白天飛行，隨風飄蕩，在有食物的地方降落。蝗蟲群可能包含4000萬到8000萬隻昆蟲。
蝗災
1986年，成群的蝗蟲開始橫掃北非。到1989年，當蜂群最終消失時，蝗蟲已經摧毀了大約30個國家的農作物。2004年，結束了長期乾旱的降雨引發了席捲澳洲東部的蝗災。
在撒哈拉沙漠的南部邊緣，在被稱為薩赫勒的地區，在1931年到1932年間，在1926年到1934年的一次暴發中，10萬人死亡，因為蝗蟲吞噬了所有的食物。1940年至1948年、1949年至1963年、1967年和1969年期間也發生過嚴重疫情。
蝗災的爆發在非洲歷史上一直都有發生。舊約(出埃及記10:14-15)中描述的埃及第八次瘟疫是一群蝗蟲，根據聖經的記載，它們使天空黑暗了三天。歷史學家認為這是發生在西元前1470年尼羅河三角洲的真實事件。
最近，1724年和1725年，一場蝗災襲擊了北非，尤其是阿爾及利亞。路易士德切尼爾(1722-1796)，法國駐摩洛哥領事，從1767年到1782年，1779年在拉巴特。他描述了看到許多死於饑餓的農民。1813年至1815年，摩洛哥再次受災。
古希臘和古羅馬時代的作家們告訴我們，當古希臘和古羅馬的蝗蟲從歐洲南部遷移到非洲南部時，造成了巨大的破壞。成群的蜂群被風吹來，已經穿越地中海好幾次了。1954年，一個來自北非的蜂群被一路席捲到英國，1988年10月，一個蜂群橫越大西洋，降落在幾個加勒比島嶼和南美洲海岸。
在蝗災期間，蜂群可能覆蓋2850萬平方公里，超過地球陸地面積的五分之一。早在1954年，50群蝗蟲入侵肯雅。其中一個蝗蟲群占地200平方公里，估計有100億隻蝗蟲。
蛇和蜥蜴
蜥蜴在沙漠中茁壯成長。它們在早晨的陽光下曬太陽，直到暖和到可以開始尋找食物，而當溫度變得太高時，它們會找到蔭涼處或是掩埋自己。沙漠蜥蜴吃小動物，獵物的大小取決於蜥蜴的大小。大多數以昆蟲為食，但也有一些捕食小型哺乳動物，少數吃地面築巢鳥的蛋。查克瓦拉蜥蜴(Sauromalus obesus)，發現於美國西南部，是一個素食主義者是不尋常的。它大約有40公)長，有非常鬆散的皮膚掛在褶皺裡。
大多數蜥蜴都相當小，但兇猛的食肉巨蜥是例外。古爾德巨蜥，也稱為沙巨蜥(Varanus gouldi)，生活在澳洲的沙漠中。它大約有1.5米長，當受到威脅時，它會抬起後腿，大聲嘶嘶作響。它是一種高度敏捷的蜥蜴，能在短時間內跑得比人快。就像所有的巨蜥一樣，它每天都在捕獵。
世界上唯一有毒的蜥蜴是與巨蜥有關的兩個物種。美國毒蜥(Heloderma suspec
tum)棲息在美國西南部，墨西哥西部發現了墨西哥串珠蜥蜴(H.horridum)。兩種蜥蜴都有60公分長，它們用毒液來制服獵物。它們的叮咬對人類來說是痛苦的，但很少致命。
許多沙漠食肉動物捕食蜥蜴，大多數蜥蜴體型小，手無寸鐵。盔甲和虛張聲勢是他們最好的防禦手段。德州角蜥蜴(Phrynosoma cornutum)頭後有大角，脖子上有一圈尖刺，背部和側面有刺。它看起來兇猛，但只有18公分長，以螞蟻為食。
澳洲沙漠中的澳洲魔蜥(MolchHorridus)長約15公分，行動緩慢，以螞蟻和白蟻為食。它的外表很可怕，像日本卡通怪物。它的整個身體被修飾過的鱗片覆蓋著，看起來像刺，每只眼睛上都有一個非常大的尖刺。刺尾飛蜥(Uromastyx
princeps)有一條厚厚的尾巴，上面覆蓋著刺，它會猛烈地攻擊任何威脅它的動物。這種蜥蜴大約23公分長，生活在東撒哈拉。如果它的脊椎不能阻止襲擊者，南非的犰狳蜥蜴(Cordylus cataphractus)就會卷成一個緊緊的球，嘴裡叼著尾巴。
大多數石龍子的腿很短，有些沒有腿，然而這些蜥蜴在沙漠中遊動非常平穩，阿拉伯沙漠的Scincus philbyi被稱為沙魚蜥。它有強壯的腿，可以在沙面上行走，但它在沙面下捕食千足蟲和其他小型無脊椎動物，像魚一樣在沙灘上遊動。
蛇也能在沙漠中茁壯成長。大多數人躲在懸空的岩石下面或裂縫裡，有些人住在洞穴裡。也有蛇埋伏在沙中等待獵物，它們只露出眼睛和鼻孔。麥克馬洪的毒蛇-扁鼻蝮(Eristocophis macmahoni)產於撒哈拉和中東地區就是其中之一。一種小而劇毒的蛇，大約75公分長，它從一邊到另一邊掃著身體，垂直下沉，直到只有它在沙子中的形狀暴露出它的存在。在那裡，它等待任何經過的蜥蜴或小型哺乳動物在它的攻擊距離內。用這種方式藏匿的蛇很容易被踩到，這使它們很危險。
雖然在沙漠中有蛇，但在岩石地區遇到蛇的可能性更大，因為那裡有大量的庇護所，地面也很堅固。蛇發現很難在鬆軟的沙子上移動，通常是通過把身體扔成一系列的迴圈來完成的，這種方法叫做側繞。某些物種專門從事這種活動方式，使它們在沙漠中完全處於家中。
眼鏡蛇是所有毒蛇中最可怕的。埃及眼鏡蛇(Naja naje)長達2.5米，棲息在非洲的沙漠中。最危險的美國蛇，西部響尾蛇(Crotalus atrox)，也生活在沙漠中。它可以長到2米。莫哈韋響尾蛇(C.scutulatus)、老虎蛇(C.tigris)和側尾蛇(C.cerastes)也棲息在美國德塞爾特。此外，還有幾種無毒物種，其中一些以其他蛇為食。加州金蛇(Lampro peltis getulus californiae)除了捕殺小型哺乳動物和蜥蜴外，還吃響尾蛇、銅斑蛇(Agkistrodon con tortix)和珊瑚蛇(約40種Micrurus和Micruroides物種)，對它們的毒液免疫。這條蛇有0.9-1.8米長。
響尾蛇是毒蛇。熱敏性器官位於眼睛和鼻孔之間的凹陷處，使它們能夠通過身體相對於背景的溫度來探測獵物。這種能力使他們能夠在黑暗中狩獵。珊瑚蛇、王蛇和無害的乳蛇(Lampropertis triangulum)也是夜間活動的。
沙漠哺乳動物
在缺水的地方，動物會採取極端措施來保護水源。這些措施非常有效，以至於某些沙漠哺乳動物從不飲用液態水。
沙鼠是齧齒動物，大多數生活在非洲和亞洲的沙漠中。其中有些老鼠比其他老鼠都要節約用水。它們不出汗，生活在沙漠中的物種白天呆在洞穴裡，通常入口是密封的，晚上出來主要是為了尋找種子。它們經常被露水弄濕，因此它們含有一些水。沙鼠把它們帶到涼爽的洞穴，那裡的空氣比地面上的空氣更潮濕，進一步增加了食物的含水量。沙鼠消化食物時，腎臟幾乎會從中吸取所有水分，因此沙鼠每天只排出幾滴尿液。動物腎臟的效率是通過尿液的濃度來衡量的。如果人類腎臟的效率(或尿液濃度)為1，而一頭駱駝的效率為1.96，沙鼠的效率為3.85。
澳洲跳鼠(Notomys alexis)的腎臟可能是所有老鼠中最有效率的一種，在效率值為6.55，但是大多數沙漠小動物在不喝酒的情況下生存下來。梅裡亞姆的袋鼠(Dipodomys merriami)有腎臟(效率值3.25)，可以從海水中提取鹽。在亞利桑那州的死亡谷裡，它並沒有在那裡收集種子，而它自己卻在那裡收集種子。梅裡亞姆的袋鼠從班納泰爾袋鼠(D.spectabilis)的背上偷食物。
科瓦裡-蓬尾袋鼬(Dasyuroides
byrnei)只有袋鼠的一半大小，但其他方面非常相似。它有大耳朵，長而濃密的尾巴，後腿比前腿長。然而，它不是齧齒動物，而是一種有袋動物，習慣於在澳洲沙漠中生活。澳洲沙漠中的其他有袋哺乳動物也類似齧齒動物，但有袋動物和齧齒動物之間並沒有密切的聯繫。這些有袋類動物與歐洲哺乳動物(包括非洲和歐亞大陸的所有本土哺乳動物，以及北美和南美的大多數哺乳動物)之間的相似之處很膚淺。它們是通過趨同進化產生的。
不只是小齧齒動物不需要喝水。多卡斯瞪羚(Gazella dorcas)原產於撒哈拉沙漠到印度的沙漠，它也能從食物中獲得身體所需的所有水分，儘管如果有水，它會喝水，並且在完全乾燥的飲食中減肥。阿達克斯羚羊(addax
nasomaculatus)和阿拉伯大羚羊(oryx leucoryx)是生活在遠離水的羚羊，它們生活在撒哈拉沙漠中，阿拉伯大羚羊生活在阿拉伯沙漠中。兩種動物都不需要喝水。
羚羊是素食者。齧齒動物也是如此，但沙鼠也會吃昆蟲和它們能捕捉到的任何小動物，三種蚱蜢鼠(Onychomys)是肉食動物，以蚱蜢和其他昆蟲以及蠍子、蜥蜴和小型哺乳動物為食。蚱蜢鼠生活在北美洲和中美洲的沙漠和半乾旱地區。
美洲獅(Felis concolor)，也被稱為美洲獅和美洲獅，有時會冒險進入北美沙漠捕獵。美洲獅是在美國沙漠中發現的唯一一種貓，但非洲和亞洲的沙漠中有幾種貓。其中包括撒哈拉沙漠和卡拉哈裡沙漠中的獅子(Panthera leo)，以及撒哈拉以東至印度北部沙漠中的獵豹(Acinonyx jubatus)。
還有幾種小型貓科動物，沙貓(felismargarita)生活在從撒哈拉沙漠到中亞的沙漠中，帕拉斯的貓分佈在伊朗和中國西部。
這兩隻貓都比家貓略大，而且都只在晚上捕食。美洲山貓，或稱卡拉猞猁-獰貓，通常在黃昏時狩獵，但它在冬季白天狩獵，在非常炎熱的天氣裡則在夜間狩獵。卡拉猞猁-獰貓比沙貓或帕拉斯貓更大更重，像一隻腿長的小美洲獅，耳朵大而尖，末端有一簇濃密的黑毛。它在從非洲到印度的乾燥、開闊的鄉村和沙漠中捕食幼鹿大小的獵物。
南非劍羚與獰貓
沙漠鳥類
在沙漠中生活時，鳥類比哺乳動物有幾個優勢。首先，它們的核心體溫度更高，大約在40°C，因此它們每天被熱量困擾的時間更少。大多數鳥會飛，這會把它們帶到比靠近地面的空氣冷得多的空氣中，因為它們在空氣中移動，它們會經歷風寒。最後，鳥類可以飛到哺乳動物無法到達的遙遠水源。
哀鴿(Zenaida Macromura)每天早上飛行64公里或更長的時間穿越北美沙漠，到達水洞，在那裡它們大量聚集。當鳥兒喝完它們的食物後，它們會分開覓食或回到它們的幼崽身邊，安全地等待在由仙人掌植物構成並由刺保護的巢中。年輕人不能去水洞，所以他們的同伴必須把液體帶到他們身邊。哀鴿是鴿子，所有的鴿子，無論雌雄，都會反芻一種叫鴿子奶的液體來餵養它們的幼鴿。鴿奶營養豐富，但按重量計，其中65-81%是水，而幼鴿繼續接受乳鴿奶，直到它們長出所有成年羽毛為止，儘管此時它們的父母給它們帶來了固體食物。
沙雞，是一種小型的地面築巢鳥類，生活在非洲和亞洲的沙漠中，攜帶水的方式不同。每天早上，成年雌沙雞都會出發去最近的水洞，最遠可達32公里。當她回到巢中時，雄性沙雞就離開了。到達水洞後，他在乾燥的沙地上摩擦腹部，去除羽毛中的天然油脂，然後走進水裡喝水。他肚子上的羽毛被修飾成海綿，在他喝水的時候可以泡水。當他喝完酒，沙雞就飛回巢裡。一些水在飛行過程中從他的“海綿”中蒸發掉，但仍有足夠的水分來滿足年輕沙雞的需要。當他們滿意時，他在地上摩擦他的腹部來擦乾羽毛，然後全家開始尋找食物。
哀鴿和沙雞吃非常乾燥的食物，所以它們需要水。肉食性鳥類從食物中獲取水分。不是所有的人都是空中獵手。北美洲的大型和小型路跑鳥(走鵑)分別為加州走鵑(Geococcyx
Californianus)和路跑鳥(G.velox)是布穀鳥家族(杜鵑科)的長尾成員，它們以每小時24公里的速度奔跑，並在發現獵物時突然停下。它們會吃昆蟲、蠍子、蜥蜴、小型哺乳動物、鳥類、蛇、甚至響尾蛇。
路跑鳥(走鵑)還有另一個奇怪的天賦，在這方面他們很像爬行動物。沙漠的夜晚非常寒冷，白天溫度很高。大多數鳥類通過提高它們利用能量來保暖的速率來應對低溫，但“路跑鳥”則不同。它允許它的核心溫度下降。到了黎明時分，這條路跑者已經太冷了，不能很活躍了，所以它開始一天的工作是在陽光的幫助下，背部有一片黑色的羽毛可以升起。深色的羽毛能吸收熱量，而豎起的羽毛則能捕獲一層空氣。
秘書鳥(蛇鷲)是撒哈拉以南非洲半乾旱草原和沙漠邊緣的一種地棲獵手，因其後腦長羽毛而得名，類似於辦公室職員耳後攜帶的羽毛筆。它是一種食肉鳥，飛得很好，在金合歡樹上築巢，但它在地面上獵食小動物，包括蛇，並通過踩踏將其殺死。
其他的猛禽從空中捕食。其中包括三種沙漠獵鷹—非洲和阿拉伯的蘭納獵鷹(Falco biarmicus)、中亞的獵鷹(F.cherrug)和印度的拉格獵鷹(F.jugger)。獵鷹的身長不超過40-50公分，但它們是強大且機動性很強的小鳥獵手。
禿鷲是許多人與沙漠聯繫在一起的鳥類，但大多數禿鷲，包括所有的美洲物種-都避開沙漠。禿鷲(Torgos tracheliotus)產於撒哈拉沙漠地區，或單獨或以四隻鳥為一組。禿鷲是禿鷲中體型最大的一種，從喙尖到尾巴尖高達1.1米，翼展2.7米，重6.8公斤。一隻虎皮禿鷲強有力的喙可以撕破犀牛的皮。不足為奇的是，其他禿鷲在進食的時候會讓它們安靜下來。獅鷲、白頭禿鷲和蒙面禿鷲的射程與虎皮禿鷲重疊。所有這些禿鷲只吃腐肉，但埃及禿鷲也吃蔬菜，垃圾和小動物。從埃及一直到印度都能找到它。
響尾蛇
蛇通過肌肉運動穿過表面，利用它們的鱗片來推動微小的不規則。這是一種非常成功的方法，但它只適用於實心表面。蛇在鬆軟的沙子中行走很困難，因為當它用鱗片推動沙子時，沙子就會滑走，而蛇幾乎不動。
一條蛇發現自己在鬆軟的沙子上，以一種不同的方式移動，通過側身。大多數蛇在需要的時候都會使用這種運動方式，但有些蛇有特殊的運動能力，儘管它們不使用這種方式穿越堅硬的表面。
最著名的側身蛇是響尾蛇(Crotalus
cerastes)，一種在美國沙漠中發現的小型鼠尾蛇。角蝰蛇(Cerastes
Cerastes)、地毯蝰蛇(Echis carinatus)和沙漠側纏繞蝰蛇(Bitis
peringueyi)分別在非洲、中東和印度沙漠中發現。它強大的毒液，出色的偽裝和壞脾氣使地毯毒蛇，也被稱為鋸鱗毒蛇，可能是世界上最危險的蛇。
在側身纏繞時，蛇的身體只有兩三個部分隨時壓在地面上，這些部分向下壓，所以沙子不會滑走。首先，蛇用它身體的中部按壓，把前面的部分向上舉起，然後扔到一邊。然後，它用身體的上下兩部分按壓，把身體的一個環扔到腦後，把身體的其他部分帶到腦後。重複這個序列會使蛇以大約45°的角度穿過沙子，並在表面留下一組獨特的J形凹陷。
側纏繞只對小蛇有效。沙漠側纏繞毒蛇只有大約25公分長，而響尾蛇和地毯毒蛇都長達75公分長。
側繞。黑暗的區域顯示了它身體的某些部分，當蛇向前仰時，它會擠壓地面以獲得支撐，接著是它身體的一個環，然後是它身體的其餘部分。這條蛇在沙子上留下了一個特徵性的印記。
並行進化與收斂進化
當兩種動物彼此相似，行為相似時，人們自然會認為它們是相關的。這種情況經常發生。例如，一隻家貓和一隻沙貓有許多共同的特徵，而一隻德國牧羊犬與狼非常相似。家貓和沙貓關係密切，家養狗和狼也是如此。說這兩個物種是相關的意味著他們是共同祖先的後裔。
不過，有時候，外表是有欺騙性的。北美洲沙漠中的袋鼠和撒哈拉沙漠和阿拉伯沙漠中的跳鼠看起來相似，生活方式相同，但它們之間的關係並不密切。它們有著共同的祖先，但導致現代動物進化的進化路線在5700萬年前發生了分歧。這個祖先可能有很長的後腿和跳躍，而袋鼠和跳鼠都保留了這些特徵，因為它們生活在相似的條件下。因此，它們和遠古祖先一樣。這是一個平行進化的例子：如果有共同祖先的兩個物種分開，但兩個物種都繼續以相同的方式生活，它們可能會繼續彼此相似。
科瓦裡-蓬尾袋鼬(Dasyuroides
byrnei)可能被認為是袋鼠，但體型只有袋鼠的一半，而侏儒袋鼬(pygmy planigale
maculata)看起來非常像家鼠(Mus
musculus)，但體型較小。它們看起來非常相似，但科瓦裡-蓬尾袋鼬和侏儒袋鼬生活在澳洲的沙漠中，是有袋類動物，包括跳鼠和袋鼠。老鼠和老鼠與貓、狗、牛和大多數其他哺乳動物一樣，都是真正的哺乳動物。有袋類動物和真神動物在大約1億年前就分化了，所以這些表面上相似的動物是非常遙遠的關係。它們彼此相似，因為它們生活在幾乎完全相同的環境中，但相似之處只是表面現象。沙漠齧齒動物主要吃素食，但有袋類“老鼠”是食肉動物。
這是一個趨同進化的例子：經過許多代，生活在相似環境條件下的兩個或更多不相關的物種可能進化成彼此相似的物種。
羚羊，分佈於非洲乾旱地區的一種羚羊。這些動物圍成一圈休息，時刻警惕來自任何方向的掠食者。
在納米比亞哈納斯野生動物保護區，一隻正在休息的獰貓
擅長快跑的路跑鳥
在加拿大的摩瑞斯島上奔跑的北極熊
北極寒漠動物
旅鼠是小型齧齒動物，長約10公分，尾巴短，毛髮比田鼠和老鼠長。有九種，除了一種生活在北極凍原上外，其餘的都生活在北極凍原上。冬天，北極或有領旅鼠(Dicrostonyx torqua tus)長出白色的皮毛。除了挪威旅鼠(狐猴狐猴)以外，其他旅鼠全年都是棕色的。它有一個黑暗的背部和蒼白的底面。
儘管寒冷，旅鼠不冬眠。取而代之的是，它們在雪地下鑽洞，在被風遮蔽的地方，自由地穿過溝渠底部的草叢和莎草，它們把冰塊隔開。整個冬天，它們以周圍的植物為食，春天積雪開始融化，淹沒了它們的溝渠。
所有旅鼠的數量都在三四年的週期內波動。當它們的數量達到最大值時，旅鼠產生的幼崽就會減少，而且許多幼鼠死於壓力和饑餓，使它們的數量減少到一個很低的水準，需要三四年的時間才能恢復。
挪威旅鼠時不時跳崖入海集體自殺，這是不正確的，但確實，它們有時會大量移動，可能會跑進水中淹死許多個體。挪威旅鼠是一種愛吵架的動物，通常獨自生活，但當它們數量增加時，遭遇就不可避免了。然後，年老強壯的動物趕走了年幼體弱的動物，它們向四面八方移動，直到河流或海岸等天然屏障阻礙了它們的前進。隨著旅鼠的不斷到來，小群體融合成了一大群個體，它們都試圖把彼此趕走。由此產生的壓力會導致恐慌，使旅鼠倉皇奔向，有時會沖進湖泊或大海。
鼬鼠(貂)和白鼬捕食旅鼠。憑藉它們纖細的身體，它們能夠跟蹤齧齒動物通過冬季的隧道。
旅鼠也是雪鴞(NycteaScandiaca)的主要食物，但是這些大的，白色的貓頭鷹必須等到它們的獵物被迫浮出水面。與大多數貓頭鷹不同，雪地貓頭鷹白天捕食。當旅鼠數量銳減時，貓頭鷹會向南遷移，有時甚至遠到美國北部。
斑鳩鳥(Sandgrouse)是唯一一種在北極過冬的鳥類。它們在地上築巢，以漿果和其他植物為食。秋天，它們褪去棕色的羽毛，長出白色的羽毛，用以遮掩冬天的積雪。
北極狐(Alopex
lagopus)在冬天也會長出白色的皮毛；這種動物的長而厚的毛皮曾經因製作毛皮大衣而備受推崇。這些狐狸吃鳥蛋和地面築巢的鳥，但旅鼠是它們的主要食物。當旅鼠數量減少時，北極狐的數量也會減少。
苔原狼(Canis lupe tundarum)也在北極狩獵。它們是所有狼中體型最大的，它們會吃雞蛋、鳥類、齧齒動物、腐肉，甚至漿果，但它們更喜歡更大的獵物，尤其是馴鹿(在歐洲被稱為馴鹿)。馴鹿進行長時間的季節性遷徙，總是沿著同樣的路線在春季向北遷徙，秋天向南遷徙到松林的庇護所。
狼會攻擊孤獨的麝香牛，但麝香牛通常成群生活，這些麝牛是堅不可摧的。麝牛
當受到威脅時，麝牛會形成一個圓圈，面朝外面，小牛在裡面。它們的角又大又結實，是一種可怕的武器，圓圈不斷地轉動，這樣攻擊者就可以面對最大、最強壯的牛的角。任何一隻狼走得太近，就會被角殺死，而一隻狼穿透圓圈就會被踩死。麝牛以草、樹葉、地衣和其他植物為食，它們會在雪地裡挖洞尋找。
它們又長又厚的外套提供了很好的絕緣性，以至於落在它們背上的雪不會融化。
北極熊是所有北極捕獵食肉動物中最大和最著名的，也是陸地上比獅子或老虎還大的食肉動物中最大的。成年雄性北極熊長約3米，體重635公斤或更重；雌性北極熊則稍小一些。北極熊在短距離內跑得比馴鹿還快，可以殺死麝香牛，但北極熊也吃體型較小的哺乳動物、鳥類和一些植物材料。然而，海豹是它們的主要食物。海豹是哺乳動物，必須浮出水面呼吸空氣，因此，海豹在一小塊開闊的水域或許多海豹在冰上形成的呼吸孔旁等待。當海豹出現時，熊抓住它並把它拖上岸。或者，熊會跟蹤正在冰上休息的海豹。它不會攻擊水中的海豹，因為儘管北極熊游泳能力很強，但海豹的機動能力卻比它們強。
南極動物
南極沒有陸地哺乳動物居住。這片大陸太偏僻了，任何人都無法到達它，也太冷漠了，無法讓任何一個成功的人生存下來。唯一的陸地動物是大約100種無脊椎動物，其中一半是海豹的寄生蟲或鳥類的唯一永久居民。
企鵝是最著名的居民，它們非常適應南極的寒冷。它們的小羽毛分為三層，提供了一層厚厚的完全防水的外套，而且大多數企鵝的皮膚下面也有一層厚厚的脂肪。這18個物種中有一些生活在遙遠的北方，但大多數棲息在南極洲和附近的島嶼上，當然，它們很快就能辨認出來。16世紀，第一批遇到企鵝的歐洲探險家給它們起了“企鵝”的名字，因為它們酷似現已滅絕的北大西洋海鳥大海雀(Pinguinus impennis)。企鵝的體型從41公分高的藍色或仙女企鵝(Eudyptula minor)到大約1.2米高的皇帝企鵝(Aptenodytes forsteri)。
在陸地上，企鵝以滑稽的跳躍或蹣跚的步態行走，有時它們會在前面滑行，但在水裡，它們速度快，機動性強。它們以魚、魷魚、墨魚和磷蝦為食。
磷蝦與蝦相似，但與它們只有遠親關係。有85種，但在南極水域中最豐富的是鯨蝦(euphausiasuperba)。磷蝦只有5公分長，但數量龐大，許多鳥類和哺乳動物都依賴它，包括鯨魚。一頭藍鯨(balaneoptera musculus)一天吃大約3.6公噸的磷蝦。沒有人知道到底有多少只磷蝦，但據估計它們的數量為500萬億隻(5後面跟著14個0)。如果這個估計是正確的，磷蝦是地球上數量最多的動物。
沒有大型陸地捕食者來獵殺企鵝，但一個可怕的捕獵動物在海洋中等待著它們。豹海豹(Hydrurga leptonyx)長約3米，重300公斤，是所有海豹中體型最大的。他們的身體很苗條，脖子很長，斑點像豹皮。在陸地上，它們像所有海豹一樣緩慢笨拙地移動，企鵝對它們視而不見，但在水裡，它們行動迅速，可成形的獵人和企鵝提供了大約四分之一的食物。豹海豹也吃魚，魷魚，其他海豹-當然還有磷蝦。
豹紋海豹數量眾多，但它們並不是最兇猛的物種。食蟹海豹(Lobodon carcinophacus)是海豹種類中數量最多的一種，有1500萬到4000萬的種群。它們比豹海豹小，在陸地上跑得更快，但豹海豹和虎鯨都在水中捕食它們。食蟹海豹幾乎完全以磷蝦為食。
威德爾海和羅斯海在南極海岸形成深海灣，威德爾海豹(Leptonychotes weddelli)在威德爾海的永久冰架上繁殖。它以魷魚、底棲魚和無脊椎動物為食，潛入水下550米處尋找食物。羅斯海豹(Ommatophoca
rossi)發現於羅斯海灣，主要以魷魚為食。
