为什么是37℃?

来源 :科技潮 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lgfyhx
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  


  每个人和周围的人都有着这样或者那样的不同,比如年龄、身高、体重……但是在一个数字上,大家都一样,那就是体温37℃。
  真是不可思议,我们的体温竟然会如此相似:不论是住在北极冰天雪地下的因纽特人、栖身于非洲伊图里森林的俾格米人,或是北京故宫里面的工作人员,把温度计放在他们的舌头下,量出来的体温全都一样。刚满月的婴儿、20岁的运动员或百岁老人,体温也都相同。
  此外,我们的体温还有个性质,就是维持基本恒定。任凭你的肌肉发达或萎缩、牙齿正在生长或已经掉落,感受压力而心跳加倍、呼吸急促而胸口起伏,不自主的发抖、或汗如雨下,但是体温仍然可以保持不变。体温只要比正常值有0.5℃的变化,就会让你感到不舒服。呼吸、流汗、排泄以及其他身体的功能都会有节奏地波动,主要的目的就是要维持体温恒定。
  
  37℃是平均值
  
  严格地说,37只是体温概数,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约低3℃~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”的时候。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。
  现在我们知道,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度,所以37℃仅是人体全天体温的平均值。
  
  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呢?
  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,它们所选择的生存方法虽然不同,却是对它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。
  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。
  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,腿还在拼命地奔跑;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,这样动物生存的机率以及把基因传给下一代的机会必然会增加。
  
  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惟一理由。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动物,还有鸟类,似乎都发现了,最适宜的温度是在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。身体产热的机制很复杂,这是脑必须监控的另一个复杂过程。静止状态下,脑以及身体内部器官(比如心脏、肺脏和肾脏)所产生的热超过全身产热的2/3,虽然它们本身的质量只占全身不到10%。运动的时候,肌肉所释放出来的热可以增大10倍,超过其他热来源。然而,即使是在这些产热的极端状况下,体温仍然可以保持固定,而且基本的本能反应仍然如常。这要归功于在体内热产量升高的同时,身体能够把热快速的传递到四周环境中。
  热传递机制的细节相当复杂,但基本的原理是:热量由高温物体流向低温物体。所有的物体都可以辐射出热,也可以吸收热,假如物体的颜色比较深,辐射与吸收的效率比较高,而浅色物体就比较低。不论是辐射或传导,热的流动率大约与温差成正比。室温17℃时,你手上的热流到一根铁棍上的热流动率,是室温27℃时的两倍,因为前者和37℃相差了20度,而后者只相差10度。同样的石头墙壁房间,在15℃时会让你觉得比在25℃时要冷许多。
  根据热传导的机理,有些科学家认为,我们的体温之所以设定在37℃,和我们在20℃的房间中感到舒服的原因一样。当200多万年以前人类刚出现在非洲时,白天的平均温度在25℃以下。在这种气候下,当人类的体温超过35℃时,打猎这类活动经由新陈代谢过程所产生的热最容易发散出去。
  如今,人们可以计算出正常活动时身体的产热率,也可以计算出在四周温度稍微高于27℃时,身体把热传递到环境中的散热率。两种速率全都随体温而改变;这两个速率在温度为37℃时大约相等,也就是身体得到热的速率与散发热的速率相等。由于这一点优势,这个温度就被我们的祖先选定了。后来,人类穿上了毛皮,又发明了独特的技巧——生火,扩大了温度适应范围,因此能忍受更寒冷的气候。
  然而,对气候的适应,似乎只是我们体温保持在37℃的小部分理由。看看哺乳类和鸟类,这两类动物经历了非常不同的进化史,鸟类和人类在进化过程中经历的气候、环境肯定各有不同。但是鸟类和哺乳动物的体温大多都是恒定的。因此恒温产生的原因恐怕还很复杂。但有一点是肯定的,恒温动物保持恒温,能够让复杂的化学反应固定在最佳的状态,这使得我们和其它动物可以胜任日常生活中的各种复杂活动。
  
  (责任编辑周一杨)
其他文献
“上中学时,我的理科成绩非常好,文科就不行了,尤其怕作文,可是高考时我的作文得了满分!我的语文老师一直觉得不可思议。”就是这个从学生时代就常让老师感到意外的山东青年,在他参加工作后,更是做出了一个个惊人之举。  挑战极速  1997年,郭景伦来到北京市农林科学院玉米研究中心,专注于玉米DNA的相关研究。既然要做DNA研究,提取玉米种子的DNA就成了郭景伦每天的必修课。但是当时国际流行的DNA提取方
期刊
近日,美国《时代》周刊、《大众机械》和《大众科学》分别评出2006年对人们生活、工作、环境等最具创意新发明。这些发明无奇不有,或注重环保,或纯粹新奇,涉及现代人生活和工作的各方面,在此,本刊选取其中最有代表性的发明以飨读者。    “抱抱装”发个短信拥抱你  “抱抱装”,是一种能让人感觉到被拥抱的衣服,这种上衣采用高科技布料制成,能模仿被爱人拥抱的感觉。  当朋友通过短信传给你一个“拥抱”信息,手
期刊
由中关村科技园区领导小组主办,海淀区人民政府和中关村科技园区管委会联合承办的、为期六天的第九届中关村电脑节于9月10日闭幕。  本届电脑节的主题是“创新、和谐、卓越”,重点突出“中关村创新”、“中关村创意”、“中关村创业”。电脑节共签约60余个项目,签约金额达到392亿元。吸引了近10万市民参与其中。    三大亮点吸引社会关注  “政”、“产”、“学”、“研”共论中关村创新体系建设的新方式、新模
期刊
随着绿色奥运脚步的日益临近,以及人们环保意识的不断增强,人们对花草树木观赏的质量及款式的要求也越来越高,开始渴望有一种高雅、简捷、卫生、环保、节水、具有艺术生命力的新型种植方式来取代传统的栽培模式。  有鉴于此,北京市南郊农场农业生产管理中心的科研人员研制出了一种花根共赏、花鱼共生的水培花卉和具有观赏、尝果双重功效的果树盆景。该项研究成果得到了政府部门及有关专家的高度重视和大力支持,被认为是一项利
期刊
争论是科学的生命,没有争论的科学是死亡了的科学,是无法向前发展的。近些年来,随着全球气温的异常变化,全球变暖的学说可以说是路人皆知,在这样的背景下,还有一种完全相反的观点:全球气温并不会持续变暖,而是将进入变冷期。    从科学家打赌说起    据俄罗斯新闻网援引英国《卫报》报道,主要研究全球气候变化情况的两名俄罗斯科学家坚持认为,全球变暖的说法过于夸张,今后10年全球气候将变冷。   俄罗斯科学
期刊
徐冠华   中国科技资源重复浪费惊人   科技部部长徐冠华日前在给科技干部举行讲座时指出,目前全世界称得上创新型国家的大约有20个,它们的共同特征是国民经济中的科技贡献率、科研经费占GDP的比例都很高,同时对外技术依存度低。按照科技中长期发展规划,中国大约在2020年进入创新型国家的行列。要达到此目标,就必须走有中国特色的自主创新之路。  他分析了中国目前存在的几个问题:科技资源浪费惊人。徐冠华举
期刊
北京金自天正智能控制股份有限公司是由冶金自动化研究设计院控股的大型工业自动化综合性企业,公司总股本9939.8万股。公司于1999年成立;2000年被认定为高新技术企业;2002年在上交所A股市场成功上市。公司主要从事工业自动化领域系列产品的研发、生产、销售和承接自动化工程及技术服务等,可为用户提供系统、先进、定制化、高性价比的工业自动化全面解决方案。  公司承继了冶金自动化研究设计院在工业自动化
期刊
“十一五”期间,是大兴区经济和社会全面加速发展的关键阶段。区委、区政府已在“十一五”规划中明确提出,地区生产总值年均增长15%以上,实现2010年比2005年翻一番,万元地区生产总值能源消耗比“十五”期末降低25%左右。万元地区生产总值能源消耗的降低,其本质意义是要切实转变增长方式,走一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的可持续发展道路,这就更加离不开科技的
期刊
王学谦教授中共党员,硕士研究生。现任天津市天津医院院长,天津市中西医结合骨科研究所所长,研究员。天津医科大学教授、博士生导师,南开大学生命科学院博士生导师。1996年被批准为享受政府特殊津贴专家,1997年被天津市政府命名为“实验室医学授衔专家”,1998年被授予“国家有突出贡献的中青年专家”。曾连续获得天津市“八五”、“九五”、“十五”立功先进个人称号,2002年当选天津市河西区人大代表、天津市
期刊
近日,中国保定塑纸包装行业高层论坛暨科技合作项目洽谈会,在中国北方最大的塑纸包装印刷产业基地——雄县召开。  北京科技协作中心应保定市科技局、雄县人民政府邀请,作为本次洽谈会的协办单位,负责组织了“高层论坛及项目洽谈”的专家邀请和项目遴选工作。会前,将已征集到的塑纸包装行业的科技成果信息及时传递给企业,供需求方在洽谈会前进行遴选(当地从事此行业的企业有2000多家)。  本次洽谈会邀请了清华大学、
期刊