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温度,生命的魔法师

2015-03-20华庆富

科学大众·小诺贝尔 2015年2期
关键词:巴马环境温度体温

华庆富

呵护了原始生命

原始生命诞生后,脆弱的它们是如何度过地球上漫漫寒冬的呢?原始生命诞生于原始海洋,而水有一个特性——4℃时密度最大。因此,当严冬来临,海水温度开始下降。当下降到4℃时,水因为密度最大而慢慢下沉到水底。当气温继续下降至0℃时,水面开始结冰,即使气温持续下降,仍是最上层的水继续结冰,而水底的温度则维持在4℃。海水很深,所以经历整个冬季也不会全部结成冰。原始生命完全是依靠海底4℃的水生存下来。经过一代代的进化,才有了如今丰富多彩的自然界。

决定着爬行类和部分鱼类的性别

龟、鳄鱼这样的爬行动物和一些鱼类,其性别不是由染色体决定的,而是由孵化卵时的温度所决定的。比如青蛙的发育,蝌蚪在20℃时性别基本按照50%的概率正常分化。但在30℃时,所有的蝌蚪都会发育为雄蛙。

爬行类中的扬子鳄和密西西比鳄的卵在不同的温度下,也会发育为不同的性别。当温度在30℃或30℃以下时,发育为雌体;当温度在34℃或34℃以上时,发育为雄体。乌龟的卵在23℃~27℃发育为雄性,在32℃~33℃时发育为雌性。因此它们的卵产在不同高度的海岸线或河岸时,直接导致性别的不同,这有可能是由于温度对两栖和爬行动物雌、雄激素的合成有直接的影响。

限制着动物的活动能力

冷血动物体内没有调温系统,它们的体温会随环境温度的变化而变化,所以它们的体温和环境温度相差不大。如蛇、鳄鱼等较大的冷血动物,虽然看起来凶狠恐怖,可在它们正常活动的季节里,早晨它们需要晒太阳使体温升高到一定程度才能活动,而夜晚是它们最脆弱的时间段,因此它们几乎都是白天活动,夜间休息。

对于一些动物来说,酷暑和严冬都是难挨的日子。不过大自然是宽厚的,分别柔情地赋予了这些动物们夏眠和冬眠的功能。箭猪依靠吃蚯蚓生存,夏天天气热的时候,蚯蚓都会躲到很深的土里避暑,为了躲避食物匮乏,箭猪只好进行夏眠。当三伏天的太阳火辣辣地照着江河时,水温上升,水分会蒸发,肺鱼只好钻入土里,在夏眠中等待雨季到来。

当气温下降到7℃时,刺猬就开始了它们不吃不喝也基本不活动的冬眠了。直到天气暖和起来,它们才会舒展手脚、竖起尖刺生龙活虎起来。虽然说冬眠时刺猬的生理活动已经降低到维持生命的最低限度,但还是需要消耗能量的,可是不吃不喝何来能量?别担心,在气温降至15℃时,它们就开始大量采食,为接下来的冬眠储备足够的能量了。

影响着人的体温与寿命

作为地球主宰的人类,同样也有着自身不可摆脱的动物属性,因此温度对人类的生理活动同样有着决定性的影响。

哺乳类动物身体所获得的能量,70%以上转变成了热量,过多的热必然要散发到环境中去。200多万年前,人类刚出现在非洲时,白天的平均温度在25℃以下。在这样的环境温度中,身体的产热速度和散热速度在体温为37℃时大致相等。所以人类及所有的恒温动物,就逐渐进化成适应37℃为机体的恒定体温这一特性。

我国桂西北多百岁寿星,清朝嘉庆皇帝就曾为142岁的瑶族老人赐诗祝寿,其中被世界卫生组织确认为“长寿之乡”的巴马最为著名。2000年全国人口普查数据显示,巴马每一万人口中,有3.1位百岁寿星。专家们在考查巴马时发现,巴马的年平均气温对长寿的支持,正符合黄金分割。人体体温37℃与0.618的乘积为22.8℃,而巴马的年平均气温正为20℃左右,这也证明了20℃左右是人体最舒适的环境温度。

只有在一定的温度条件下,人体的各项机能才能正常运行。体温哪怕仅仅升高了零点几摄氏度,身体里的酶就能敏锐地感觉到并且立刻“罢工”,于是头昏脑胀、恶心呕吐、消化不良等症状就不请自来。同样,当落入冰水中,体温下降到一定程度时,人便会出现意识混乱的生理现象,甚至会导致各个器官停止工作,失去生命体征。

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