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变温PK恒温：战斗力比拼
春暖花开的季节，最适合约上三五个小伙伴，沐浴在明媚阳光下，感受百花的缤纷。不仅我们，很多动物也天生喜欢阳光。
小乌龟从水里游上岸，随阳光更换自己休憩的地方;柴犬眯着眼睛卧在被太阳晒暖和的窝里，与世无争;一只英短打了个呵欠又伸了伸懒腰，继续蜷缩在洒满阳光的猫爬架上……
太阳作为生物链的起点，滋养着地球上的生命，而每种生物对阳光的需求则各有不同。
小乌龟自身没有调节体温的机制，为了维持正常的代谢，在水下久泡的它得靠晒太阳提升体温。那些同小乌龟一样，体温随环境温度的改变而变化的动物，被称为变温动物或冷血动物。除了哺乳动物和鸟类，地球上的动物大部分都是变温动物。
而人、猫、狗等哺乳动物以及鸟类，由于自身拥有调节体温的机制，所以不必靠晒太阳调节体温，对于阳光的追求，更多出于对舒适生活的享受，这类生物的共同名称是恒温动物。
变温动物是“勤俭持家”的优秀代表，它们所需的能量通常只有恒温动物的1/10。但与之相应的，它们在多样又多变的环境面前，显得相对被动：高温时躲藏，以免体温过高而死亡;低温时休眠或者去寻找外部热源。它们的行动与反应明显受环境的影响和限制。
恒温动物则不同，无论外界环境如何，它们都会自我调节，让体温恒定，维持生化反应的速率，保持自身出色的反应和运动能力。最终的结果是，无论天空还是大陆，高山、深海抑或两极，都有它们的身影。比起变温动物，恒温动物反而更具生存优势。
恒温动物的“成功”，恰恰在于它们的奢侈——能量消耗是变温动物的10倍，以维持体温。那么，恒温动物的体温调节机制究竟是怎样的呢？我们以人类为例来谈一谈。散热，恒温动物的秘密武器
人类的体温恒定在37℃左右，为了维持正常的生活，人体每时每刻都在进行新陈代谢——进食与消耗。
在代谢过程中，能量代谢起到了重要作用。当我们把食物吃进肚子里，食物中的营养物质经过转化后，会变成人体的组成物质，并储存起能量;而后代谢系统会分解自身的一部分组成物质，转换为人体能直接利用的化学能，在这个过程中，热能就被释放了出来。体温便是这样产生的。
为了维持37℃这个巧妙的动态平衡，散热系统是必不可少的大功臣。承担散热最主要责任的，是我们的皮肤。
在新冠病毒性肺炎防控期间，想必大家都认识了额温枪，它就是靠传感器接收红外线来检测体温的。因为暖和的人体会释放出红外线，散发出热量，这就是辐射散热，人体将近60%的热量都以这种方式散发。
辐射散热的多少，主要取决于皮肤与周围环境的温度差。当皮肤温度更高，温度差越大时，散热就越多;反之，若人体温度低于环境温度，反而会吸收周围环境中的热量，所以没人会在40℃的大夏天跑出门晒太阳。
传导散热也比较常见，比如发烧时冰敷降温。人体的热量会直接传给接触到的低温物体，以防止身体过热。不知你有没有发现，夏天时，胖一点的人体表温度通常比瘦一点的人更低，那是因为脂肪导热性能较差，传导散热能力相对更差。所以胖一點的人夏天皮肤摸起来凉凉的，手感极好。
第三种是对流散热，通过气体流动进行热量交换。比如人类体毛的减少，就有历史学家推断，可能是古人类在非洲大陆生存时，为适应炎热的气候，让体表能更快与空气进行对流散热，从而进化出的特征。
我们在不同季节的穿衣也与对流散热相关。夏天穿得清凉，能增大皮肤与空气的接触面积，增强对流作用，更好地散热，避免中暑;冬天裹上毛衣和羽绒服，避免皮肤与冷空气直接接触，起到保暖的作用。
最后是蒸发散热，水分从体表气化时吸收热量从而散热。比如发汗和不感蒸发，后者我们很少能觉察，但水分确实从皮肤和黏膜表面不断渗出气化，带走了热量。不感蒸发在狗狗身上表现明显，由于缺少汗腺，狗狗热的时候会大口喘粗气，通过口腔进行蒸发散热。
蒸发散热无时无刻不在发生，而且当环境温度高到一定程度，辐射散热、传导散热、对流散热全部失效时，蒸发将成为唯一有效的散热形式。
37℃的奧秘
实际上，常见的哺乳动物，体温都在37℃左右。
大象是36℃，马是38℃，牛是38.6℃，猫是39℃。鸟类的体温则更高，超过40℃。更为奇妙的是，如果我们把0-100℃看作一条线段，会发现黃金分割点（0.618）上对应的数值是38.2，非常接近哺乳动物的平均体温。
“黄金体温”是否真的存在？生物学家卡萨德瓦利发现，最佳体温与真菌关系密切。自然界的真菌种类繁多，有些还是致命杀手，但对哺乳动物来说，大部分真菌都不会引发疾病，其中的功臣，除了免疫系统，还有体温。原来，绝大多数真菌活动的温度范围都是4-30℃，能在37℃以上环境存活的只有不到1/3。因此，体温高可以杀灭更多真菌。
也有一种说法认为，-4-30℃是大多数微生物活动的温度，超出这个范围，它们就会失去活力或被消灭。蝙蝠能携带大量对人体致命的病毒，自身却不受影响，就是因为它们的体温高达41℃，绝大多数微生物此时都已失去了活力。
不管怎样，体温高看起来着实好，可为何人的体温却是37℃呢？
一方面是体温更高需要更强的代谢，消耗更多食物，在饿死和病死之间，人及其他动物都必须进化出一个平衡点。卡萨德瓦利进行了建模和计算，发现投入与收益的最优解为36.7℃。
另一方面，蝙蝠在几百万年的进化过程中，发生的变异让它们在保持超高代谢速率、细胞快速更新的同时，还拥有了DNA损伤修复能力，不必担心DNA复制出错这个严重的问题。对人类来说，DNA复制出错，随之而来的可就是各种疑难杂症了。
然而蝙蝠也并非无敌，在北美大面积爆发的白鼻综合征，导致上百万只蝙蝠死去。有研究者认为，这是因为蝙蝠休眠时，体温下降到环境温度，感染了真菌而生病。
体温就像一个跷跷板，在最佳温度上下波动，以最低的耗能成本，保证最佳的防御能力，对人类而言，37℃是最佳自然选择。
春暖花开的季节，最适合约上三五个小伙伴，沐浴在明媚阳光下，感受百花的缤纷。不仅我们，很多动物也天生喜欢阳光。
小乌龟从水里游上岸，随阳光更换自己休憩的地方;柴犬眯着眼睛卧在被太阳晒暖和的窝里，与世无争;一只英短打了个呵欠又伸了伸懒腰，继续蜷缩在洒满阳光的猫爬架上……
太阳作为生物链的起点，滋养着地球上的生命，而每种生物对阳光的需求则各有不同。
小乌龟自身没有调节体温的机制，为了维持正常的代谢，在水下久泡的它得靠晒太阳提升体温。那些同小乌龟一样，体温随环境温度的改变而变化的动物，被称为变温动物或冷血动物。除了哺乳动物和鸟类，地球上的动物大部分都是变温动物。
而人、猫、狗等哺乳动物以及鸟类，由于自身拥有调节体温的机制，所以不必靠晒太阳调节体温，对于阳光的追求，更多出于对舒适生活的享受，这类生物的共同名称是恒温动物。
变温动物是“勤俭持家”的优秀代表，它们所需的能量通常只有恒温动物的1/10。但与之相应的，它们在多样又多变的环境面前，显得相对被动：高温时躲藏，以免体温过高而死亡;低温时休眠或者去寻找外部热源。它们的行动与反应明显受环境的影响和限制。
恒温动物则不同，无论外界环境如何，它们都会自我调节，让体温恒定，维持生化反应的速率，保持自身出色的反应和运动能力。最终的结果是，无论天空还是大陆，高山、深海抑或两极，都有它们的身影。比起变温动物，恒温动物反而更具生存优势。
恒温动物的“成功”，恰恰在于它们的奢侈——能量消耗是变温动物的10倍，以维持体温。那么，恒温动物的体温调节机制究竟是怎样的呢？我们以人类为例来谈一谈。散热，恒温动物的秘密武器
人类的体温恒定在37℃左右，为了维持正常的生活，人体每时每刻都在进行新陈代谢——进食与消耗。
在代谢过程中，能量代谢起到了重要作用。当我们把食物吃进肚子里，食物中的营养物质经过转化后，会变成人体的组成物质，并储存起能量;而后代谢系统会分解自身的一部分组成物质，转换为人体能直接利用的化学能，在这个过程中，热能就被释放了出来。体温便是这样产生的。
为了维持37℃这个巧妙的动态平衡，散热系统是必不可少的大功臣。承担散热最主要责任的，是我们的皮肤。
在新冠病毒性肺炎防控期间，想必大家都认识了额温枪，它就是靠传感器接收红外线来检测体温的。因为暖和的人体会释放出红外线，散发出热量，这就是辐射散热，人体将近60%的热量都以这种方式散发。
辐射散热的多少，主要取决于皮肤与周围环境的温度差。当皮肤温度更高，温度差越大时，散热就越多;反之，若人体温度低于环境温度，反而会吸收周围环境中的热量，所以没人会在40℃的大夏天跑出门晒太阳。
传导散热也比较常见，比如发烧时冰敷降温。人体的热量会直接传给接触到的低温物体，以防止身体过热。不知你有没有发现，夏天时，胖一点的人体表温度通常比瘦一点的人更低，那是因为脂肪导热性能较差，传导散热能力相对更差。所以胖一點的人夏天皮肤摸起来凉凉的，手感极好。
第三种是对流散热，通过气体流动进行热量交换。比如人类体毛的减少，就有历史学家推断，可能是古人类在非洲大陆生存时，为适应炎热的气候，让体表能更快与空气进行对流散热，从而进化出的特征。
我们在不同季节的穿衣也与对流散热相关。夏天穿得清凉，能增大皮肤与空气的接触面积，增强对流作用，更好地散热，避免中暑;冬天裹上毛衣和羽绒服，避免皮肤与冷空气直接接触，起到保暖的作用。
最后是蒸发散热，水分从体表气化时吸收热量从而散热。比如发汗和不感蒸发，后者我们很少能觉察，但水分确实从皮肤和黏膜表面不断渗出气化，带走了热量。不感蒸发在狗狗身上表现明显，由于缺少汗腺，狗狗热的时候会大口喘粗气，通过口腔进行蒸发散热。
蒸发散热无时无刻不在发生，而且当环境温度高到一定程度，辐射散热、传导散热、对流散热全部失效时，蒸发将成为唯一有效的散热形式。
37℃的奧秘
实际上，常见的哺乳动物，体温都在37℃左右。
大象是36℃，马是38℃，牛是38.6℃，猫是39℃。鸟类的体温则更高，超过40℃。更为奇妙的是，如果我们把0-100℃看作一条线段，会发现黃金分割点（0.618）上对应的数值是38.2，非常接近哺乳动物的平均体温。
“黄金体温”是否真的存在？生物学家卡萨德瓦利发现，最佳体温与真菌关系密切。自然界的真菌种类繁多，有些还是致命杀手，但对哺乳动物来说，大部分真菌都不会引发疾病，其中的功臣，除了免疫系统，还有体温。原来，绝大多数真菌活动的温度范围都是4-30℃，能在37℃以上环境存活的只有不到1/3。因此，体温高可以杀灭更多真菌。
也有一种说法认为，-4-30℃是大多数微生物活动的温度，超出这个范围，它们就会失去活力或被消灭。蝙蝠能携带大量对人体致命的病毒，自身却不受影响，就是因为它们的体温高达41℃，绝大多数微生物此时都已失去了活力。
不管怎样，体温高看起来着实好，可为何人的体温却是37℃呢？
一方面是体温更高需要更强的代谢，消耗更多食物，在饿死和病死之间，人及其他动物都必须进化出一个平衡点。卡萨德瓦利进行了建模和计算，发现投入与收益的最优解为36.7℃。
另一方面，蝙蝠在几百万年的进化过程中，发生的变异让它们在保持超高代谢速率、细胞快速更新的同时，还拥有了DNA损伤修复能力，不必担心DNA复制出错这个严重的问题。对人类来说，DNA复制出错，随之而来的可就是各种疑难杂症了。
然而蝙蝠也并非无敌，在北美大面积爆发的白鼻综合征，导致上百万只蝙蝠死去。有研究者认为，这是因为蝙蝠休眠时，体温下降到环境温度，感染了真菌而生病。
体温就像一个跷跷板，在最佳温度上下波动，以最低的耗能成本，保证最佳的防御能力，对人类而言，37℃是最佳自然选择。