每個(gè)人都不同,比如年齡、身高、體重……但是在一個(gè)數(shù)字上大家都一樣,那就是體溫37℃。真是不可思議,我們的體溫竟然會(huì)如此相似:不論是住在北極冰天雪地下的因紐特人,或是棲身于非洲伊圖里森林的俾格米人,不管是黃種人、黑種人、棕種人或是白種人,無論是剛滿月的嬰兒、二十歲的運(yùn)動(dòng)員或是百歲老人,體溫都相同。
同時(shí),我們的體溫還有個(gè)性質(zhì),就是維持基本恒定。任憑你的肌肉發(fā)達(dá)或萎縮,牙齒正在生長或已經(jīng)掉落,心跳加倍、呼吸急促還是不自主地發(fā)抖或者汗如雨下,體溫仍然保持不變。人和人竟是如此相似,實(shí)在是太奇妙了。呼吸、流汗、排泄以及其他身體的功能都會(huì)有節(jié)奏地波動(dòng),主要的目的就是要維持體溫恒定。
37℃是平均值
嚴(yán)格地說,37℃只是體溫概略的數(shù)字,因?yàn)樯眢w各部位的溫度會(huì)略有差別。我們皮膚的溫度通常比體內(nèi)的溫度低大約3到4℃;口腔和肛門的溫度也不相同,后者的溫度一般比前者高1℃;肝臟溫度在38℃上下,榮登人體最熱器官的寶座。而且在一天當(dāng)中,體溫還會(huì)稍有變化,下午的時(shí)候會(huì)緩慢上升到最高點(diǎn),一般會(huì)比在夜間最低的溫度高出將近1度,所以37℃僅是人體全天體溫的平均值。
讓我們的體溫于大多數(shù)情況下保持在正常范圍之內(nèi)的調(diào)節(jié)機(jī)制,是由我們腦部深處的一個(gè)叫做“下視丘”的系統(tǒng)所控制的。如果下視丘的“體溫測量報(bào)告”說:身體太冷了!皮下密布交織的小血管——微血管就會(huì)收縮,這樣可以節(jié)省熱量;假如它認(rèn)為太溫暖了,微血管就會(huì)擴(kuò)張。同時(shí),激素信息前往汗腺,命令汗腺透過皮膚的毛孔分泌水分,也就是汗水。這時(shí),送往腦部的訊號(hào)會(huì)強(qiáng)烈建議:采取行動(dòng)改變?cè)瓉淼臓顟B(tài),例如穿上衣服,或把衣服脫掉,目的始終都是要保持固定的體溫。
進(jìn)化之謎
哺乳類、鳥類以及其他的溫血?jiǎng)游锒季哂泻愣ǖ捏w溫,它們的體溫同樣是37℃上下。這些迥然不同的動(dòng)物為什么都不約而同地選擇了體溫恒定的生活方式?而且,大自然為什么會(huì)進(jìn)化出恒溫動(dòng)物?
若要保持恒溫,需要復(fù)雜的腦子對(duì)身體進(jìn)行精密控制,所以在已知的物種中,只有比例非常小的生物采取這種進(jìn)化過程。至于為什么這些物種會(huì)如此,科學(xué)家還沒有一個(gè)確切的答案。
一個(gè)假說認(rèn)為,大腦在恒溫下運(yùn)作得最好,所以在長期的自然選擇中,恒溫的動(dòng)物生存了下來。
某些動(dòng)物能夠保持體溫恒定的開始時(shí)間,幾乎恰好和他們從水生變成陸生的時(shí)間相吻合。生存于水底下的生物,在相當(dāng)大的程度上,可以避開外界氣候變化的影響,特別是在深水中,周圍的溫度幾乎可以保持不變。反過來,生活于地表上的動(dòng)物則必須承受一天二十四小時(shí)的溫度變動(dòng),它們會(huì)經(jīng)歷夜晚和白天、雨天和晴天、刮風(fēng)和暴風(fēng)雨。因此,在地表生活的許多生物已經(jīng)進(jìn)化到可以快速隨機(jī)應(yīng)變的地步。
支配人類思想和行動(dòng)的主宰是腦,這是由幾百億交互連結(jié)的神經(jīng)細(xì)胞所組成的線路,奇妙又精巧。假若體溫發(fā)生變化,必然導(dǎo)致動(dòng)物體內(nèi)的各種復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)呈現(xiàn)出不同的狀況,各種激素信息也有所不同。所以,保持恒定的體溫是像我們一樣復(fù)雜的動(dòng)物的最佳進(jìn)化選擇。否則,起伏的腦溫可能會(huì)導(dǎo)致無法預(yù)測的反應(yīng),其中一種可能的反應(yīng)是,假如在不同的腦溫下學(xué)習(xí)的話,每次的成果可能都不一樣。
比如我們的祖先,當(dāng)他們被獅子追逐的時(shí)候,必須要做出決定。他們一定不希望,在自己的手正忙著爬上樹的時(shí)候,腿還在拼命繼續(xù)奔跑。當(dāng)然也不希望,在眼睛看見一塊石頭的時(shí)候,鼻子卻認(rèn)為那是一只獅子。恒溫的腦部在處理涉及同步的決定與行動(dòng)時(shí),顯得快速、可靠又富有彈性,這樣動(dòng)物生存的機(jī)率以及把基因傳給下一代的機(jī)會(huì)必然會(huì)增加。
像人類和獅子這些生物的腦子,在恒溫下才能達(dá)到最佳運(yùn)作狀態(tài)。這些腦子之所以會(huì)如此復(fù)雜,是因?yàn)檫@些生物的活動(dòng)特別錯(cuò)綜復(fù)雜,其中許多活動(dòng)屬于社會(huì)性與組織性的,這也是這些生物一生中無可避免的活動(dòng)。
為何偏偏是37℃?
很顯然,溫度升高時(shí),化學(xué)反應(yīng)一般會(huì)加快,這當(dāng)然有一個(gè)限度。當(dāng)過量的熱排不出去,而信息又來得太快時(shí),這個(gè)系統(tǒng)會(huì)瓦解。人們又要進(jìn)一步發(fā)問:就算保持體溫的恒定,可以使人體的運(yùn)作最穩(wěn)定,那么為什么溫度需要設(shè)定在37℃呢?
基本上,哺乳類動(dòng)物的身體所獲得的能量,有70%以上轉(zhuǎn)變成了熱。然后這些熱又需要發(fā)散到四周的環(huán)境里去,否則身體會(huì)像過熱的引擎,因?yàn)檫^熱而停止正常運(yùn)作。
靜止?fàn)顟B(tài)下,腦以及身體內(nèi)部器官(比如心臟、肺臟和腎臟)所產(chǎn)生的熱超過全身產(chǎn)熱的2/3,雖然它們本身的質(zhì)量只占全身不到10%。運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,肌肉所釋放出來的熱可以增大10倍,超過其他熱來源。然而,即使是在這些產(chǎn)熱的極端狀況下,體溫仍然可以保持固定,而且基本的本能反應(yīng)仍然如常。這要?dú)w功于在體內(nèi)熱產(chǎn)量升高地同時(shí),身體能夠把熱快速的傳遞到四周環(huán)境中。
熱傳遞機(jī)制的細(xì)節(jié)相當(dāng)復(fù)雜,但基本的原理是:熱量由高溫物體流向低溫物體,熱的流動(dòng)率大約與溫差成正比。室溫17℃時(shí),你手上的熱流到一根鐵棍上的熱流動(dòng)率,是室溫27℃時(shí)的兩倍,因?yàn)榍罢吆?7℃相差了20度,而后者只相差10度。同樣的石頭墻壁的房間,在15℃時(shí)會(huì)讓你覺得比在25℃時(shí)要冷許多。
根據(jù)熱傳導(dǎo)的機(jī)理,有些科學(xué)家認(rèn)為,我們的體溫之所以設(shè)定在37℃,和我們?cè)?0℃的房間中感到舒服的原因一樣。當(dāng)200多萬年前人類剛出現(xiàn)在非洲時(shí),白天的平均溫度在25℃以下。在這種氣候下,當(dāng)人類的體溫超過35℃時(shí),打獵采集這類活動(dòng)所產(chǎn)生的熱最容易經(jīng)由新陳代謝過程發(fā)散出去。
人們可以計(jì)算出正?;顒?dòng)時(shí)身體的產(chǎn)熱率,也可以計(jì)算出在四周溫度稍微高于27℃時(shí),身體把熱傳遞到環(huán)境中的散熱率。兩種速率全都隨體溫而改變,這兩個(gè)速率在溫度為37℃時(shí)大約相等,也就是身體得到熱的速率與散發(fā)熱的速率相等。由于這一點(diǎn)優(yōu)勢,這個(gè)溫度就被我們的祖先選定了。
選自“網(wǎng)易探索”