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人類(lèi)的體溫為何是37度丨混亂博物館

我們已經(jīng)太習慣自己的體溫到視若無(wú)睹,除非中暑、發(fā)燒、寒冷,才懂得想念它。


如果靜下來(lái)思考我們的體溫為何如此,會(huì )發(fā)現其中暗含著(zhù)更加久遠的故事:恒溫動(dòng)物異軍突起,與變溫動(dòng)物爭奪天下。這是一場(chǎng)考驗能源獲取、動(dòng)員效率、反應速度,甚至需要抵御生化武器的持久戰爭。最終我們的先祖完成了改朝換代的壯舉,恒溫者徹底占據了天空和大地。


這就是人類(lèi)的體溫的故事,它們的世界殘酷而又真實(shí)。值得慶幸的是,我們天生就可以坐享勝利的美酒。贊美我們的體溫。



-文字稿-

我們都知道人類(lèi)的體溫是37攝氏度,其實(shí)人類(lèi)的體溫因為身體部位的不同,一天中時(shí)間的不同,都有所差別。



但變化范圍有限,出于方便起見(jiàn),大體上可以認為正常人類(lèi)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(huán)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(shí)在體內源源不斷地制造熱量,才能平衡損失。



這意味著(zhù)人類(lèi)必須頻繁地進(jìn)食、進(jìn)水,才能保證體溫不會(huì )大幅變化。對于其他恒溫動(dòng)物,也就是大部分哺乳類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)也是如此。

 

相比之下,對體溫不那么講究的變溫動(dòng)物,在相同的體重下,對能量的需求只有恒溫動(dòng)物的十分之一。這讓它們更加容易在食物匱乏的環(huán)境中生存下來(lái)。


 

這樣看來(lái)變溫動(dòng)物的生存策略似乎更加高明。但實(shí)際情況是,奢侈消耗熱量的哺乳類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi),反而完全占據了大地與天空、高山與兩極,它們才是當今世界統治性的物種。



這是因為恒溫具有明顯的生存優(yōu)勢。

 

當氣溫太高,缺乏體溫調節能力的變溫動(dòng)物必須躲藏起來(lái),防止體溫過(guò)高導致死亡;當氣溫太低,它們又需要尋找外部熱源,或者進(jìn)行休眠。



恒溫動(dòng)物受氣溫影響更小,因而能適應更多變的環(huán)境,搶占更多生態(tài)位。這也解釋了為何在南北兩極有很多哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi),卻沒(méi)有爬行動(dòng)物。



變溫動(dòng)物在外界氣溫變化較大時(shí),還會(huì )行動(dòng)緩慢、反應遲鈍。這是因為動(dòng)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(huì )帶來(lái)2到3倍的變化。而恒溫動(dòng)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(dòng)能力。



然而問(wèn)題還沒(méi)有解決,雖然恒溫具有這些優(yōu)勢,人類(lèi)為何會(huì )停留在37攝氏度?

 

其實(shí)不止是人類(lèi),一些常見(jiàn)的哺乳動(dòng)物的體溫也都非常接近這個(gè)數值。鳥(niǎo)類(lèi)的體溫更高一點(diǎn),不過(guò)一般也相差不大。

 

如果我們把常溫、常壓下水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)、及其之間的溫度,看作一條線(xiàn)段,那么就會(huì )發(fā)現,黃金分割的另一端是38.2攝氏度,非常接近于我們的平均體溫。


 

大概率這只是一個(gè)美妙的巧合。但生物學(xué)家卡薩德瓦利發(fā)現,黃金體溫確實(shí)存在,而問(wèn)題的關(guān)鍵與毫不起眼的真菌有關(guān)。

 

自然界存在著(zhù)種類(lèi)繁多的真菌,其中不乏致命的殺手。比如蛙壺菌,對幾種蛙類(lèi)來(lái)說(shuō),感染就意味著(zhù)死亡。熊蜂微孢子蟲(chóng),會(huì )在熊蜂體內大量繁殖,導致它們肚子太大無(wú)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(guò) 4000 種真菌,哺乳類(lèi)動(dòng)物卻只會(huì )感染其中不到 500 種,大部分也不會(huì )致病。



對鳥(niǎo)類(lèi)的研究也同樣顯示,真菌能引發(fā)的鳥(niǎo)類(lèi)疾病非常少。這讓它們相對于容易感染真菌的動(dòng)物具有很大生存優(yōu)勢。



除了免疫系統的功勞,體溫也在其中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。因為絕大多數真菌的活動(dòng)溫度在4到30攝氏度,只有不到三分之一的真菌能在 37℃以上的環(huán)境中存活。

 

提高體溫可以殺滅更多真菌,但是更高的體溫也消耗更多熱量,在不生病和不餓死之間,人類(lèi)或是其他動(dòng)物必須選擇一個(gè)平衡點(diǎn)??ㄋ_德瓦利對這兩者進(jìn)行建模和計算,發(fā)現存在一個(gè)投入與收益的最優(yōu)解:36.7℃。



體溫低于這個(gè)“黃金體溫”哺乳動(dòng)物,都更易感染真菌。比如在北美,異溫性的蝙蝠在休眠時(shí)體溫會(huì )下降到環(huán)境溫度,這讓它們很容易感染真菌引發(fā)白鼻子綜合癥,并大批死亡。


于是,在殘酷的自然選擇和簡(jiǎn)單的數學(xué)原理之下,人類(lèi)的體溫就固定為37攝氏度。

本文系網(wǎng)易新聞·網(wǎng)易號“各有態(tài)度”特色內容

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