人類體溫爲何是37攝氏度?
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,人類必須選擇一個平衡點,而37攝氏度就是一個最優解。
嚴格來說,37℃只是人體溫的一個近似平均值,這個概念由德國醫學家於1868年提出後沿襲至今。而根據現代醫學家測量的數據,人的正常體溫可在35℃至37.7℃之間波動,平均約爲 36.8℃。
這個平均值既考慮到了人體不同部位的不同溫度值,也考慮了人體溫在一天中的拋物線變化它在清晨時最低,下午3~4時則達到曲線頂峯。至於人的正常體溫爲什麼是37℃,它其實包含了兩個問題:人爲什麼
保持恆定的體溫,以及這個恆定溫度值爲什麼選在37℃附近。
人的正常體溫爲什麼是37℃
與絕大多數的哺乳動物和鳥類相似,人是恆溫的內溫動物,這類動物在所有動物中維持體溫的能力最強,維持體溫的系統也進化得最爲複雜。其中,內溫是指動物通過新陳代謝來維持體溫的能力,這一能力先於恆溫動物出現。
例如,蟒在孵卵時通過歇性的強有力的軸肌收縮產熱,能讓體溫高出周圍環境溫度7℃之多,以維持孵化需要的溫度,但它並不是恆溫動物。
動物要維持恆定體溫,一是利用毛皮、羽毛乃至大量貯存的皮下脂肪來降低熱傳導率;二是保持代謝產熱與向環境中散熱的平衡。這兩種方式都需要神經系統對身體非常精密的控制,因而只有少部分動物進化出這種能力。
至於爲何要進化出恆溫能力,科學界有兩種流行解釋。一個是認爲腦在恆溫下運作的更好。另一個則認爲這是某些動物從依賴水生環境轉向徹底的陸生環境的演變結果,兩種變化在時間上相吻合。
而維持一個較高的體溫,在生存競爭中也意味着許多優勢。如它可以提高動物的運動能力,使其更易捕捉獵物,保衛領地。它還有利於增強動物體內糖酵解的能力,以及促進酶的活性。
但這個恆定溫度爲何恰好是37℃呢?
美國生物學家提出了一個很奇怪卻較爲學界認可的答案:保持恆溫很可能是爲了抵禦致命的真菌病。
在近十億年的時間裏,真菌都是地球生命故事的主角之一。它們侵蝕了幾乎所有物種:植物葉子上有真菌,根部有真菌;兩棲類和爬行類動物攜帶着數以千計可感染疾病的真菌病原體;甲蟲、螞蟻和白蟻等昆蟲都培植真菌。
然而在近30年的研究中,生物學家發現,入侵人體的真菌數量驚人地少。其中最常見的包括幾種毛癬菌,可以引發腳氣癬;還有肺囊蟲,可能使人免疫系統受損而引發肺炎。
生物學家發現,入侵人體的真菌數量驚人地少
甚至在大多數情況下,肺囊蟲都只能溫順地生活在我們的肺裏。其他的一些真菌,包括了念珠菌、隱球菌、麴黴和組織漿細胞,往往只生活在免疫系統受損的人身上。雖然它們可以造成傷害,但是它們並沒有成爲病原體。相反,它們只是偶爾利用宿主的弱點來發威。
無獨有偶,人類並非唯一不受真菌困擾的物種,絕大多數哺乳類和鳥類都很少受到真菌的騷擾。儘管會接觸到的真菌種類超過4000種,但長在哺乳類動物身上的只有不到500種,並且大部分都不會致病。對鳥類的研究同樣顯示,幾乎沒有什麼真菌引發的鳥類疾病。
考慮到這些動物的共同特徵,研究團隊測量了4082種真菌存活的溫度,並把結果與哺乳動物和鳥類體溫進行了比較,比較結果驗證了他的猜想:-4℃~30℃是大多數真菌頻繁活動的溫度。一旦超出這個範圍,它們就難以生存,只有不到三分之一的真菌能夠在37℃以上的環境中存活,僅有5%的真菌能夠在41℃下存活。
接下來,生物學家仿照哺乳動物的身體尺寸及其維持溫度需要的能量損耗模擬了最適宜它們身體的溫度,然後將此與溫度變化對防禦真菌影響的模型相結合。結果發現:耗能成本最少、防禦能力最佳的黃金溫度是36.7℃與人類和多數哺乳動物的體溫驚人的一致。
而那些體溫比黃金體溫略低的少數哺乳動物,似乎都更易感染真菌。鴨嘴獸就是一例,它們體溫略低,僅有32℃。同樣的,在北美,凍僵的冬眠蝙蝠也容易被真菌入侵,引發白鼻子綜合症,並易發病死亡。而兔子身上雖然幾乎沒有病原真菌,其睾丸部分卻易受到真菌襲擊,因爲這個部位僅有35℃,比它們身體其他部位要低4~5℃。
於是,在殘酷的自然選擇和簡單的數學原理之下,人類的體溫就固定爲37攝氏度。
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