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人类的体温为何是37摄氏度?
①我们已经习惯自己的体温,以至对它视若无睹,除非中暑、发烧、寒冷,才会关注它。如果静下来思考我们的体温为何如此,会发现其中暗含着更加久远的故事:恒温动物异军突起,与变温动物争夺天下。这是一场考验能源获取、动员效率、反应速度,甚至需要抵御生化武器的持久战争。最终,恒温动物完成了改朝换代的壮举,彻底占据了天空和大地。
②我们都知道人类的体温是37摄氏度,其实人类的体温会因为身体部位和时间的不同而有所差别。
③但变化范围有限,出于方便起见,大体上可以认为正常人类体温恒定在37摄氏度。
④当体温高于环境温度,身体因为热传导与辐射持续丧失热量,且温差越大,热量损失越快。若要维持体温不变,就必须在体表建立有效的隔热层,同时在体内源源不断地制造热量,才能平衡损失。这意味着人类必须频繁地进食、进水,才能保证体温不会有大幅的变化。对于其他恒温动物,也就是大部分哺乳类和鸟类来说也是如此。
⑤相比之下,变温动物在相同的体重下 , 对能量的需求只有恒温动物的1/10。这让它们更加容易在食物匮乏的环境中生存下来。但实际情况是,奢侈消耗热量的哺乳类和鸟类,反而才是当今世界占统治地位的物种。
⑥这是因为,恒温动物具有明显的生存优势。
当气温太高,缺乏体温调节能力的变温动物必须躲藏起来,防止体温过高导致死亡;当气温太低,它们又需要寻找外部热源,或者进行休眠。恒温动物受气温影响更小,因而能适应更多变的环境,抢占更多生态位。恒温动物总是保持在自己的最佳温度,生化反应速率更高,因而拥有更加出色的反应和运动能力。
⑦然而问题还是没有解决。虽然恒温具有这些优势,但是人类的体温为何会停留在37摄氏度?
⑧其实不只是人类,一些常见的哺乳动物的体温也都非常接近这个数值。鸟类的体温更高一点,不过一般也相差不大。
生物学家卡萨德瓦利发现,黄金体温确实存在,而问题的关键与毫不起眼的真菌有关。
⑨自然界中存在着种类繁多的真菌,其中不乏致命的杀手。尽管能接触到超过4000种真菌,哺乳类动物却只会感染其中不到500种,大部分也不会致病。这让它们相对于容易感染真菌的动物,具有很大的生存优势。
⑩除了免疫系统的功劳,体温也在其中发挥着至关重要的作用。因为大多数真菌的活动温度在4摄氏度到30摄氏度,只有不到三分之一的真菌能在37摄氏度以上的环境中存活。
⑪提高体温可以杀灭更多真菌,但是更高的体温也消耗更多热量,在不生病和不饿死之间,人类或是其他动物必须选择一个平衡点。卡萨德瓦利对这两者进行建模和计算,发现存在一个投入与收益的最优解:36.7摄氏度。
⑫体温低于这个“黄金体温”的哺乳动物,都更易感染真菌。于是,在残酷的自然选择和简单的数学原理之下,人类的体温就固定为37摄氏度。
(选自《读者》有删改)