动物为何要保持体温恒定

在我们体内，存在一个犹如“大火炉”般的奇妙机制，始终保持着我们的体温稳定在37摄氏度。这究竟是何缘故呢？让我们一同探寻动物恒温背后的秘密。

从生存的角度看，如果开始不吃饭，我们可能无法存活超过两个月，而鳄鱼却可以在不进食的状态下存活一年甚至更久。这种差异的背后，源于我们食物的大部分都被转化为热量，而非用于其他生命活动。作为大多数鸟类和哺乳类动物，我们是恒温动物，体内的热量主要由内脏器官如肝脏和大脑产生。这些器官体积较大，细胞中的线粒体是变温动物的五倍，基础代谢率高，能持续产生热量，维持体温恒定。

为了维持恒定的体温，鸟类和哺乳类动物付出了巨大的代价：它们一天的进食量可能相当于相同大小的爬行动物一个月的进食量。但这不仅仅是为了维持体温，恒温也为动物带来了许多好处，例如能在寒冷环境中保持活力、为幼崽提供温暖的环境，避免特意走到室外吸取阳光中的热量。

变温动物也有其优势。尽管它们的体温受外界环境影响，基础代谢率较低，但能在身体需要热量时及时供热。例如棱皮龟可以储存多余的能量，使体温比周围海水高出十摄氏度，从而在更冷的海水中觅食；剑鱼则可以在捕猎时选择性地增加眼部和脑部的热量供应。那么，为什么大多数鸟类和哺乳类动物还要选择浪费热量、维持恒温呢？

一种流行的观点是美国加州大学动物学家阿尔伯特·贝内特和美国俄勒冈州立大学动物学家约翰·鲁本提出的假设：为了有足够的体能追逐猎物或与同类竞争，鸟类和哺乳类动物需要持续给肌肉提供大量氧气。他们认为，高的有氧代谢能力会导致基础代谢率升高，从而维持恒温。不过这一观点仍存在争议。兽脚亚目的食肉恐龙如迅猛龙具有高的有氧代谢能力，但它们是否属于恒温动物仍有争议。鲁本认为它们可能不是恒温动物，因为他们可能缺乏鼻甲骨这种可以帮助减少呼吸中流失水分的精细软骨。关于体能与恒温之间的联系也存在诸多争议。荷兰生态研究所的马赛尔·克拉森和巴特·诺里特提出了一种新的观点：氮的摄取问题可能是鸟类和哺乳类动物进化为恒温动物的原因。他们认为摄入足够的氮是许多食草动物的问题。为了处理多余的碳，体内多余的碳通过线粒体消耗产生热量来维持体温恒定。也就是说，当身体得到足够的氮时就会维持恒温状态。但目前对于早期哺乳动物祖先是否是因为食草或食肉进化成恒温动物的细节仍不清楚。最早的转变为食草动物的兽脚亚目恐龙中的铸镰龙为我们提供了一些线索但确切答案仍待化石揭示。总的来说关于恒温动物的起源和进化仍有许多未解之谜等待着我们去探索和发现。关于铸镰龙的化石研究，仍有许多未知领域待探索。尽管我们是其发现者之一，但斯科特·辛普森博士承认，现有的化石碎片并不足以揭示铸镰龙的基础代谢率。犹他州盐湖城自然历史博物馆的这位专家指出：“铸镰龙的头骨化石仅有几片残骸，这使得我们无法对其鼻甲骨进行深入研究，甚至无法确认其是否拥有鼻甲骨。”　　对此，克拉森博士的观点同样需要更多证据支撑。他提出的关于食草动物进化成恒温动物是为了清除体内多余碳的假设，引发了广泛关注。对于食肉动物而言，其进化动力究竟是什么？氮平衡假说对此无法给出明确答案。克拉森也坦言：“我们尚无法确定获取足够的氮是否为恒温系统进化的最初动力，但同时也不能排除恒温系统的进化对高效捕食生活的支持作用。”　　在探讨动物是恒温还是变温这个问题时，我们发现简单的分类已经无法满足对多样性的认识需求。不同的动物有其独特的体温调控方式。例如，裸鼹鼠生活在地下，由于温差不大，它们能够维持相对恒定的体温；而一些昆虫和蛇类则通过特定的行为来调节体温。大多数蝙蝠和某些鸟类在休息时，其体温几乎与环境温度一致，能够在环境温度变化时调整自身体温。蹄兔则无法维持恒定体温，它们依赖于外部环境来取暖，如晒太阳等。　　这些例子展示了动物世界的多样性以及它们在调控体温方面的不同策略。更深入的研究将有助于我们理解动物进化的奥秘以及恒温与变温机制的深层次联系。