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人类的体温为何偏偏是37摄氏度?

我们已经太习惯自己的体温到视若无睹,除非中暑、发烧、寒冷,才懂得想念它。

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。最终我们的先祖完成了改朝换代的壮举,恒温者彻底占据了天空和大地。

这就是人类的体温的故事,它们的世界残酷而又真实。值得庆幸的是,我们天生就可以坐享胜利的美酒。赞美我们的体温。


-文字稿-

我们都知道人类的体温是37摄氏度,其实人类的体温因为身体部位的不同,一天中时间的不同,都有所差别。

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。

然而恒定的体温并非理所当然。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,且温度差越大,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,才能保证体温不会大幅变化。对于其他恒温动物,也就是大部分哺乳类和鸟类也是如此。

相比之下,对体温不那么讲究的变温动物,在相同的体重下,对能量的需求只有恒温动物的十分之一。这让它们更加容易在食物匮乏的环境中生存下来。

 

这样看来变温动物的生存策略似乎更加高明。但实际情况是,奢侈消耗热量的哺乳类和鸟类,反而完全占据了大地与天空、高山与两极,它们才是当今世界统治性的物种。

这是因为恒温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。这也解释了为何在南北两极有很多哺乳动物和鸟类,却没有爬行动物。

变温动物在外界气温变化较大时,还会行动缓慢、反应迟钝。这是因为动物体内控制所有生化反应速率的酶,对温度变化非常敏感,相差10摄氏度,都会带来2到3倍的变化。而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。

然而问题还没有解决,虽然恒温具有这些优势,人类为何会停留在37摄氏度?

其实不止是人类,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。

如果我们把常温、常压下水的冰点和沸点、及其之间的温度,看作一条线段,那么就会发现,黄金分割的另一端是38.2摄氏度,非常接近于我们的平均体温。

大概率这只是一个美妙的巧合。但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。

自然界存在着种类繁多的真菌,其中不乏致命的杀手。比如蛙壶菌,对几种蛙类来说,感染就意味着死亡。熊蜂微孢子虫,会在熊蜂体内大量繁殖,导致它们肚子太大无法弯腰交配。(蝉)团孢霉,能吃光(周期)蝉体内的器官。

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。

对鸟类的研究也同样显示,真菌能引发的鸟类疾病非常少。这让它们相对于容易感染真菌的动物具有很大生存优势。

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。因为绝大多数真菌的活动温度在4到30摄氏度,只有不到三分之一的真菌能在 37℃以上的环境中存活。

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℃。

体温低于这个“黄金体温”哺乳动物,都更易感染真菌。比如在北美,异温性的蝙蝠在休眠时体温会下降到环境温度,这让它们很容易感染真菌引发白鼻子综合症,并大批死亡。

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。

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