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人類的體溫為何是37攝氏度

來源: 意林 作者: 未知 時間: 2019-04-25 閱讀:
  我們已經太習慣自己的體溫,以至對它視若無睹,除非中暑、發燒、寒冷,才會關注它。如果靜下來思考我們的體溫為何如此,會發現其中暗含著更加久遠的故事:恒溫動物異軍突起,與變溫動物爭奪天下。這是一場考驗能源獲取、動員效率、反應速度,甚至抵御生化武器的持久戰爭。最終,恒溫者徹底占據了天空和大地。
  我們都知道人類的體溫是37攝氏度,其實人類的體溫因為身體部位和時間的不同,都會有所差別。
  但變化范圍有限,出于方便起見,大體上可以認為正常人類體溫恒定在37攝氏度。
  然而恒定的體溫并非理所當然。當體溫高于環境溫度,身體因為熱傳導與輻射持續喪失熱量,且溫度差越大,熱量損失越快。若要維持體溫不變,就必須在體表建立有效的隔熱層,同時在體內源源不斷地制造熱量,才能平衡損失。
  這意味著人類必須頻繁地進食、進水,才能保證體溫不會有大幅的變化。對于其他恒溫動物,也就是大部分哺乳類和鳥類也是如此。
  相比之下,變溫動物在相同的體重下,對能量的需求只有恒溫動物的1/10。這讓它們更加容易在食物匱乏的環境中生存下來。
  這樣看來,變溫動物的生存策略似乎更加高明。但實際情況是,奢侈消耗熱量的哺乳類和鳥類,反而完全占據了大地與天空、高山與兩極,它們才是當今世界占統治地位的物種。
  這是因為,恒溫具有明顯的生存優勢。
  當氣溫太高,缺乏體溫調節能力的變溫動物必須躲藏起來,防止體溫過高導致死亡;當氣溫太低,它們又需要尋找外部熱源,或者進行休眠。
  恒溫動物受氣溫影響更小,因而能適應更多變的環境,搶占更多生態位。這也就解釋了為何在南北兩極有很多哺乳動物和鳥類,卻沒有爬行動物。
  變溫動物在外界氣溫變化較大時,還會行動緩慢、反應遲鈍。這是因為,動物體內控制所有生化反應速率的酶,對溫度變化非常敏感,相差10攝氏度,都會帶來2到3倍的變化。而恒溫動物總是保持在自己的最佳溫度,生化反應速率更高,因而擁有更加出色的反應和運動能力。
  然而問題還是沒有解決。雖然恒溫具有這些優勢,但是人類的體溫為何會停留在37攝氏度?
  其實不只是人類,一些常見的哺乳動物的體溫也都接近這個數值。鳥類的體溫更高一點,不過一般也相差不大。
  如果我們把常溫、常壓下水的冰點和沸點及其之間的溫度,看作一條線段,那么就會發現,黃金分割的另一端是38。2攝氏度,非常接近我們的平均體溫。這大概只是一個美妙的巧合。但生物學家卡薩德瓦利發現,黃金體溫確實存在,而問題的關鍵與毫不起眼的真菌有關。
  自然界中存在著種類繁多的真菌,其中不乏致命的殺手。比如蛙壺菌,對幾種蛙類來說,感染就意味著死亡。熊蜂微孢子蟲,會在熊蜂體內大量繁殖,導致它們肚子太大無法彎腰交配。(蟬)團孢霉,能吃光(周期)蟬體內的器官。
  盡管能接觸到超過4000種真菌,哺乳類動物卻只會感染其中不到500種,大部分也不會致病。
  對鳥類的研究也同樣顯示,真菌能引發的鳥類疾病非常少。這讓它們相對于容易感染真菌的動物,具有很大的生存優勢。
  除了免疫系統的功勞,體溫也在其中發揮著至關重要的作用。因為絕大多數真菌的活動溫度在4攝氏度到30攝氏度,只有不到1/3的真菌能在37攝氏度以上的環境中存活。
  提高體溫可以殺滅更多真菌,但是更高的體溫也會消耗更多的熱量,在不生病和不餓死之間,人類或是其他動物必須選擇一個平衡點。卡薩德瓦利對這二者進行建模和計算,發現存在一個投入與收益的最優解:36。7攝氏度。
  體溫低于這個“黃金體溫”的哺乳動物,都更易感染真菌。比如在北美,異溫性的蝙蝠在休眠時體溫會下降到環境溫度,這讓它們很容易感染真菌,引發白鼻子綜合征,并大批死亡。
  于是,在殘酷的自然選擇和簡單的數學原理下,人類的體溫就固定為37攝氏度。

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