人的体温为什么是37℃
XZKL1234 · 2011-08-27 17:47 · 43054 次点击
支配人类思想和行动的主宰是脑,这是由几百亿交互连结的神经细胞所组成的线路,奇妙又精巧;狮子的头盖骨里也含有相似数目的神经细胞。假若体温发生变化,必然导致动物体内的各种复杂化学反应呈现出不同的状况,各种激素信息也有所不同。所以,保持恒定的体温是像我们一样复杂的动物的最佳进化选择。否则起伏的脑温可能会导致无法预测的反应,其中一种可能的反应是,假如学习发生在不同的脑温下的话,每次的成果可能都不一样。
现在再回到我们祖先的例子,当他们被狮子追逐的时候,必须要做出决定。他们一定不希望,在自己的手正忙着爬上树的时候,腿还在拼命继续奔跑。当然也不希望,在眼睛看见一块石头的时候,鼻子却认为那是一只狮子。此时当然更不是决定是否该吃一点东西的好时机。反过来,狮子也在做同样的决定,它想尽办法告诉自己,它正在追逐一个原始人类,而不该想这个东西是不是容易消化。动物恒温的脑部在处理涉及同步的决定与行动时,显得快速、可靠又富有弹性,这样动物生存的几率以及把基因传给下一代的机会必然会增加。
这个例子并不是来讨论基本的“捕食者-被捕者交互作用”需要复杂且恒温的脑,而是要解释,像人类和狮子这些生物的脑子,在恒温下才能达到最佳运作状态。这些脑子之所以会如此复杂,是因为这些生物的活动特别错综复杂,其中许多活动属于社会性与组织性的,这也是这些生物一生中无可避免的活动。
为何偏偏选择37℃?
其实脑部保持恒温,并不是恒温动物维持恒温性的唯一理由。很显然,温度升高时,化学反应一般会加快,所以让身体变成温度较高的恒温器,在某种程度上可以促进身体的活性。
这当然有一个限度。当过量的热排不出去,而信息又来得太快时,这个系统会瓦解。过去的几百万年中,我们以及其它哺乳类,还有鸟类,似乎都发现了,最适宜我们运作的温度是在37℃左右。
人们又要进一步发问:就算保持体温的恒定,可以使人体的运作最稳定,那么为什么温度需要设在37℃呢?基本上,哺乳类动物的身体所获得的能量,有70%以上转变成了热。然后这些热又需要发散到四周的环境里去,否则身体会像任何过热的引擎一样,因为过热而停止了正常的运作。
37℃是平均值
严格地说,37℃只是体温概略的数字,因为身体各部位的温度会略有差别。我们皮肤的温度通常比体内的温度大约低3℃到4℃,你可以把温度计放在舌头下,或夹在两个指头之间量一量,很快会看到差别。口腔和肛门的温度也不相同,后者的温度一般比前者高1℃。此外,由于活动所产生的器官的新陈代谢与血液流动的变化,也会使体温有所改变。即使早在懂得测量体温以前,我们的祖先就已经假设,身体里面最热的部位是心脏,特别是“热血沸腾”的心脏。现在不再这样想了,因为我们发现,和热情最扯不上关系的肝脏,温度在38℃上下,反而荣登人体最热器官的宝座。
现在知道,我们的体温不会随着地域改变。然而在一天当中,体温还是会稍有变化的,下午的时候会缓慢上升到最高点,一般会比在夜间最低的温度高出将近1℃,所以37℃仅是人体全天体温的平均值。
让我们的体温于大多数情况下保持在正常范围之内的调节机制,是由在我们脑部深处的一个系统所控制,叫做“下视丘”。
如果下视丘的“体温测量报告”说:身体太冷了!皮下密布交织的小血管——微血管就会收缩,这样可以节省热量;假如它认为太温暖了,微血管就会扩张。同时,激素信息前往汗腺,命令汗腺透过皮肤的毛孔分泌水分,也就是汗水。这时,送往脑部的讯号会强烈建议:采取行动改变原来的状态,例如穿上衣服,或把衣服脱掉,目的始终都是要保持固定的体温,当然这就是所谓的“抑制作用”。进入下视丘的血液供应,可以即时检查这些已完成的调节作用,必要的时候,指示下视丘开始重新设定温度。
恒温的进化之谜
哺乳类、鸟类以及其它的温血动物都具有恒定的体温。生物学上把动物分成“恒温动物”和“变温动物”两种。比如我们知道,寒带的南极企鹅和热带撒哈拉沙漠的骆驼,它们的体温同样是37℃上下。这些迥然不同的动物为什么都不约而同地选择了体温恒定的生活方式?
鸟类和哺乳类这些恒温动物,具有高新陈代谢率,从体内产生热,它们也具有精巧的冷却机制,可以帮助保持恒定的体温,而变温动物却没有办法做到这一点。但是这个规则仍有例外;例如,某些温血动物在冬眠期间,可以让自己的体温大幅降低。尽管如此,我们还是要问:大自然为什么会进化出恒温动物?
若要保持恒温,需要复杂的脑子对身体进行精密控制,所以在已知的物种中,只有非常小比例的生物采取这种进化过程。至于为什么这些物种会如此,科学家还没有一个确切的答案,他们所做的解释,都只是一些假说而已。
一个假说认为,脑在恒温下运作得最好,所以在长期的自然选择中,恒温的动物被选择下来。当然,脑部简单的低等动物,他们所选择的生存方法虽然不同,却是对他们适应自己所处的环境是最有利的。只是对我们而言,恒温是最好的选择。
某些动物能够保持体温恒定的开始时间,几乎恰好和他们从水生变成陆生的时间相吻合。生存于水底下的生物,相当大的程度上,可以避开外界气候变化的影响。特别是在深水中,周围的温度几乎可以保持不变。反过来,生活于地表上的动物则必须承受一天二十四小时的温度变动;它们会经历夜晚和白天、雨天和晴天、刮风和暴风雨。因此,在地表生活的许多生物已经进化到可以快速随机应变的地步。
想想看,当人类的祖先在大草原上被狮子追逐的时候,会是什么样的情境。在奔跑的时候,四肢必须互相协调摆动,而脑部则在估量最好的逃生对策:是该使劲地逃跑,还是简单的棍子抵抗?那棵树有多远,在狮子追上我以前,爬到树上去的机会有多大?家人生存的机会有多大?我的族人会不会来帮我?我是不是可以跳到河里,跳进河去会不会落到鳄鱼的嘴里?在四肢拼命摆动、身上流着汗、肺部用力呼吸的同时,所有这些念头全都会在脑中闪过。不论是人或狮子,思想和行动需要同时运作,这是动物必备的生存之道。