人類為什麼是恆溫動物不是變溫動物?可以很簡單也可以很複雜

2020-12-03 酋知魚

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在某問答平臺上,有一個童鞋提了這麼一個問題:人類為什麼是恆溫動物而不是變溫動物?

這個問題可以回答的很簡單——因為我們是哺乳動物呀。當然也可以回答的有一定深度,為什麼智慧生命要出現在恆溫動物中呢?

溫血已經統治地球2.3億年

從生物進化的歷史來說,恆溫動物的出現比變溫動物要遲得多,也可以認為是一種更加高級的生理性狀。如今地球上複雜生命的主要代表物種都集中在哺乳動物與鳥類之中,而鳥類又是活著的恐龍,這樣看來,在過去2.5億年間的作為複雜生命奇蹟,被譽為「統治地球」的生物基本都是恆溫(或類似恆溫,事實上恐龍可能沒有進化出保持體溫的機制,但是因為體形太太,體溫自然會非常高,散熱才是它們最應該頭痛的事情)。

由數億年的結果可以看出來,恆溫比變溫的競爭力要強不止一點半點,人類作為地球生物進化的「終級作品」,如果不上恆溫怎麼說也是不合情理的。

那現在我們需要知道的是,僅僅是維持體溫而已,為什麼恆溫的競爭力更強呢?有人可能會說「這是因為恆溫動物可以在夜間與冬天活動」。這種想法非常地顯而易見,看起來也非常合理,不過與變溫動物進行對比後,我們就會認識到問題遠沒有想的那麼簡單。

首先讓我們來認識一下變溫的優點(也就是恆溫的缺點)——節能。

變溫動物只是不太能主動調節自己的體溫,但並不是真正的冷血。每當太陽升起時,無論是烏龜、蜥蜴還是蛇都需要從棲身之所爬出來接受陽光的溫暖,過一段時間(不需要太久)後就可以靈活自如地運動了,也也就是說,維持對於多數白天活動的動物來說,維持整夜體溫獲得的好處只是能比變溫動物「啟動」得快一點。

可是維持體溫的代價是高昂的,你們認為一般恆溫動物比變溫動物消耗的能量之比是多少?2比1?4比1?不,其實是10比1!所以變溫動物普遍抗飢餓的能力非常強,一條蛇在一次進食後竟可以抗一個月之久,而恆溫動物為了開銷只能不停地找東西吃,代價與收益的實在是不成正比,一定還有別的優勢。

為此動物學家提出了兩種可能的猜想,而且對於人類來說還有一個更現實的原因。

第一種——耐力說

很多人大概都看過這樣一張圖,大家一定覺得非常有趣,原來小王八可以跑的這麼快。可是呢這樣一次狂奔和我們經常做的完全不同,這隻龜之後需要休息很久很久才能恢復運動,它們就會像一個從來不運動的人一口氣跑了三千米一樣全身酸痛。

這是因為變溫動物體內代謝速率非常低,因此肌肉中的線粒體也非常少,而線粒體的多少決定了肌肉是以有氧呼吸為主還是以無氧呼吸為主。無氧呼吸會產生大量的有毒代謝廢物,需要通過血液慢慢運到肝臟中分解,所以恆溫動物的耐力是暴打變溫動物的,特別是在捕食激烈的生態區域,無法適應長距離追逐賽的中小型變溫動物只能被吃掉(順便一提,人類的耐力在所有動物中首屈一指)。

第二種——燃燒說

如果你有注意過變溫動物家庭的話,就會注意到一個非常不同尋常的現象——變溫動物幾乎沒有吃素的。這是為什麼呢?有些生物學家就指出,以植物為主要食物需要有一定的溫度加快纖維素等的分解消化。不過更重要的一點是植物性食物的含氮量非常低,如果一個動物需要攝入足夠的蛋白質,就需要吃很多很多植物,但是如果吃很多植物,消化後獲得的糖分又會顯得過量。

食用這種糖比氮多得多的食物,要如何才能平衡二者呢?有兩種選擇:

其一是把糖全部積累起來,讓自己的體形變得非常巨大,這樣對於應對捕食者也非常有利,這就是巨型食草恐龍的模式。其二是乾脆把這些能量全都燒掉,變成體溫,這樣就可以平衡能量收支,讓自己不至於長得太胖又可以保持持續不斷地進食以補充氮元素。無論是哪一種,恐龍與哺乳動物都進化出了大量成功的食草動物,而草作為整個星球上最豐富的能量來源,自然帶動了此類物種的大繁榮。

人腦只能由溫血負擔

還有一個可能是人類才需要特別依賴恆溫的原因,我們的大腦雖然只有體重2%的比例,但是卻消耗了20%~25%的總能量,這種巨額開銷以變溫動物的線粒體密度是無論如何也支撐不起來的。事實上同體形的恆溫動物其大腦開支也普遍能達到變溫動物的10倍左右,從這個角度來說,變溫動物可能永遠也不會誕生一個真正的高智商物種。

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  • 明明變溫動物更節能,為什麼人類卻是恆溫動物?
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    如果按照體溫的類型來分,我們可以把動物分成變溫動物和恆溫動物:像青蛙、蜥蜴就是變溫的;像哺乳類動物跟鳥類就是恆溫的
  • 正確認識恆溫動物和變溫動物的不同生理
    相同情況下,恆溫動物需要維持體溫恆定而變溫動物不需要,所以變溫動物有更多能量用於生長發育,C正確;營養級具有的能量與該級消費者的平均體重無直接關係,如樹蟲鳥,蟲平均體重小,但該營養級能量高,D錯誤。1.什麼是恆溫動物和變溫動物?體溫不因外界環境溫度而改變始終保持相對穩定的動物,叫做恆溫動物。如絕大多數鳥類和哺乳動物。因為體溫調節機制比較完善,能在環境溫度變化的情況下保持體溫的相對穩定。
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    大家都知道,我們是恆溫動物,也被稱為溫血動物。恆溫系統可以控制體溫保持在37攝氏度不變,因此熱了我們需要空調,冷了需要穿衣服保暖。人體已經發展出多種機制來保持熱量並在必要時將熱量排出體外。出汗、起雞皮疙瘩和冷顫發抖都是我們的身體試圖保持最佳溫度的方式,其他哺乳動物也有自己的策略,比如厚皮毛和喘氣。
  • 未解之謎:眾所周知的恐龍到底是恆溫動物還是變溫動物?
    縱觀整個爬行綱動物,從龜到蛇再到鱷,都有一個共同的特徵,那就是它們的體溫是隨著溫度的變化而變化的,所以叫冷血動物,又叫變溫動物。劍龍但溫血動物如鳥類哺乳類就不同了,他們身體中有可以調節體溫的機制,屬於恆溫動物。
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  • 假如我們人類都變成冷血動物了
    這兩個詞都不是最精準的術語 生物學家更傾向於使用「內溫動物「與「外溫動物「來描述能產生和不能產生自身熱量的動物我們也有恆溫動物與變溫動物的說法也就是說 動物要麼保持體內溫度恆定>要麼依靠環境來調節體溫總的來說 我們人類是恆溫動物因為我們可以通過新陳代謝為自己產熱 並維持體溫大部分其他哺乳動物和鳥類也能做到這一點但是冷血動物或者說變溫動物則不能調節他們的體溫
  • 恆溫動物與冷血動物
    而溫血動物則可以在寒冷的冬天正常活動。現在我們就來討論討論恆溫動物和冷血動物的區別。體溫即機體的溫度,通常指身體內部的溫度。一般來說,過高或者過低的體溫都會致動物於死命,為了生存,動物必須具有保持體溫相對恆定的能力。這也是動物在長期進化過程中獲得的一種較高級的的調節功能。
  • 如果人類進化成冷血動物會怎麼樣 讓我們來看看
    這兩個詞都不是最精準的術語生物學家更傾向於使用「內溫動物「與「外溫動物「來描述能產生和不能產生自身熱量的動物我們也有恆溫動物與變溫動物的說法也就是說 動物要麼保持體內溫度恆定要麼依靠環境來調節體溫總的來說 我們人類是恆溫動物因為我們可以通過新陳代謝為自己產熱 並維持體溫大部分其他哺乳動物和鳥類也能做到這一點
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