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            人類的體溫為何偏偏是37攝氏度?

            2019-05-17  育則維善...

            我們已經太習慣自己的體溫到視若無睹,除非中暑、發燒、寒冷,才懂得想念它。

            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。

            這就是人類的體溫的故事,它們的世界殘酷而又真實。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-

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

            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,才能保證體溫不會大幅變化。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,對體溫不那么講究的變溫動物,在相同的體重下,對能量的需求只有恒溫動物的十分之一。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,它們才是當今世界統治性的物種。

            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。

            然而問題還沒有解決,雖然恒溫具有這些優勢,人類為何會停留在37攝氏度?

            其實不止是人類,一些常見的哺乳動物的體溫也都非常接近這個數值。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,非常接近于我們的平均體溫。

            大概率這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到30攝氏度,只有不到三分之一的真菌能在 37℃以上的環境中存活。

            提高體溫可以殺滅更多真菌,但是更高的體溫也消耗更多熱量,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。卡薩德瓦利對這兩者進行建模和計算,發現存在一個投入與收益的最優解:36.7℃。

            體溫低于這個“黃金體溫”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癥,并大批死亡。

            于是,在殘酷的自然選擇和簡單的數學原理之下,人類的體溫就固定為37攝氏度。

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