能量消耗少?揭秘冷血動物長期不進食卻不死之謎
2009年02月09日 09:28 來源：中國經濟網綜合 搜狐科學/尚力
狗的體熱示意圖表明它皮膚的哪一部分最熱以及哪一部分的熱量流失到周圍環境中了。
據國外媒體報道人如果不吃食物，活不到兩個月，而鱷魚不進食卻能活一年甚至更長時間，為什麼呢？是什麼造成如此大的區別呢？
脊椎動物分為變溫動物和恒溫動物兩種類型。鳥類和哺乳類動物大多數都具有恒定的體溫，而魚類、水陸兩棲類動物和爬行類動物大多數的體溫與周圍環境的溫度相接近，它們大多數屬於變溫性動物。
變溫動物由於體內所產生的內熱比較少，因而它們的體溫是隨著自然界溫度的變化而變化的。例如，當蛇類在河邊曬太陽時，它們的體溫就會比其在水中游動時要高出很多。又如，熊在冬眠時，它的體溫會下降到接近周圍環境的溫度。變溫動物也有人稱它為“冷血動物”。
哺乳類和鳥類動物大多數是恒定體溫的，一般來說，恒溫動物都能控制身體所產生的內熱，從而能控制並調整自身的體溫。當環境發生變化時，恒溫動物能一直保持著體內溫度不變。人類也屬於恒溫動物的一種，人類的恒定溫度以37攝氏度為正常。恒溫動物為了能保持體溫的恒定性，在自然選擇和選擇自然中進化出多種與之生存環境相適應的功能組織，例如羽毛、毛皮和汗腺等。毛髮和羽毛都可以在寒冷的冬季裏起到保暖的作用；另外，在炎熱的夏天，動物的汗腺可以分泌汗液，能使動物體內的熱量得以及時散發，以保持動物身體溫度的正常。由於恒溫動物能一直保持著體溫的恒定性，所以，它們的活動範圍就更為廣闊，不會受到大自然常規性的環境和氣候變化所影響，能更加自如地在不同的環境中生存。
生物學家長期以來一直在研究為什麼我們哺乳動物是恒溫動物。標準的解釋是恒溫動物要進化成為一定程度的食肉動物者，以便適應積極的，掠奪性的生活方式。但去年有專家提出一種新的說法：恒溫動物不只包括肉食動物，有些草食動物也是，恒溫性是平衡營養需求的一種方式。現在下結論還為時尚早，但這種說法為我們恒溫動物如此浪費的生活方式給了很好的解釋。
恒溫動物確實有點浪費熱量，不像有些動物需要時才產生熱量。比如棱皮龜將平時產生的熱量儲存起來，游泳時利用體內熱量使身體溫度保持在10°C或高於海水的溫度。箭魚在狩獵時會有選擇性供給它們的眼睛和大腦熱量，而一些鯊魚和金槍魚進行長距離的游泳時，使體溫高於水溫。甚至有些昆蟲都會在需要時才產生熱量。
那麼，為什麼大多數哺乳動物和鳥類能把恒溫器調到最大，三十年前加州大學的動物學家阿爾貝-貝內特(Albert Bennett)和俄勒岡州大學的艾爾文(Irvine)和約翰-魯本(John Ruben)合作研究解釋了這一現象。他們提出恒溫性的進化是與動物的精力有關。他們發現哺乳動物和鳥類比其他動物具有較強的有氧代謝能力，能為肌肉提供更多的氧氣，而且能夠維持較長時間的消耗。因此，它們在追追逐獵物或與對手競爭時有更多的耐力。這一點毋庸置疑。但是貝內特和魯本提出更具爭議性的問題：較高的氧代謝能力不可避免地導致較快的新陳代謝。換句話說，體力決定恒溫性。
但認同這一觀點的人並不多。因為認為二者之間有關係的理由還不夠充分：有氧能力取決於心血管系統和肌肉的發達程度，而靜止代謝率則主要取決於大腦和內臟器官。有一些爬行動物，如巨蜥具有較高的氧代謝能力，但靜止代謝率卻很低。一些哺乳動物和鳥類休息或冬眼時會將體溫降到最低以減少消耗。
還有其他的爭議。比如獸腳亞目食肉恐龍有很強的氧代謝能力。大多數研究人員認為，他們正在向鳥類演化。但它們是恒溫動物嗎？魯本堅持認為答案是否定的。即使他同意氧代謝能力的說法。他說獸腳亞目食肉恐龍很強大，體能消耗也大，但新陳代謝卻很低。他的結論基於所謂呼吸鼻甲骨的說法，獸腳亞目食肉恐龍沒有吸鼻甲骨，鳥類和哺乳動物鼻腔通道的旋渦骨或軟骨能夠減少呼吸時水分的流失，特別是在運動新陳代謝加快時。
所以精力和恒溫性之間不一定存在必然的聯繫，但是為什麼它們之間的影響如此大呢？荷蘭生態研究所的馬塞爾(Marcel Klaassen)和巴特-諾萊特(Bart Nolet)試圖用用化學計量法進行解釋，他們研究動物怎樣獲得足夠的營養。關於食草動物有一個問題在這裡，它們如何獲得足夠的氮，用於轉化為所體內的蛋白質、DNA和RNA。假設如果你只吃樹葉，你的體內就會有太多的碳成分，而沒有氮。有些爬行類動物是草食動物，但生活方式卻完全不同，加州州立大學的羅伯特-諾薩(Robert Espinoza)稱食草蜥蜴有時也吃小型脊椎動物，這有助於它們克服營養不良。
2008年，馬塞爾和巴特-諾萊特就提出一個新的觀點：氮問題可以解釋為什麼鳥類和哺乳動物會進化成恒溫性動物。馬塞爾說：“如果一桶樹葉為你提供每天所需的五分之一氮，那麼你每天需要吃5桶樹葉，如何處理多餘的碳，將它作為熱量燃燒掉，這就是恒溫性。”對這一觀點持反對意見的人簡直在自拆臺腳：較高的新陳代謝導致消耗更多的蛋白質，所以需要吸收更多的氮。馬塞爾和巴特-諾萊特過計算得出結論：現代的鳥類和哺乳動物比相似大小的爬行動物多消耗4倍的氮。
你也許認為有更簡單的方法擺脫多餘的碳，實際上恒溫就是一個非常清潔的解決方法。將多餘的碳變成氣體呼出就是最簡單的方法。恒溫動物因為要保持恒溫，所以要一直消耗能量，就一定要頻密且定時地進食；而像鱷魚等冷血動物能量消耗的少，而且能夠有選擇地消耗，所以長時期不進食也不會危及生命。
(轉自http://big5.ce.cn/gate/big5/sci.ce.cn/zrqq/200902/09/t20090209_18148387.shtml)
