据有关报道,人如果不吃食物,活不到两个月,而鳄鱼不进食却能活一年甚至更长时间。这究竟是为什么呢?
1.变温动物与恒温动物
从前面的介绍中我们知道,脊椎动物分为变温动物和恒温动物两种。鸟类和哺乳类动物大多数都具有恒定的体温,属于恒温动物。而鱼类、水陆两栖类动物和爬行类动物大多数的体温与周围环境的温度相接近,因而属于变温性动物。
变温动物由于体内所产生的内热比较少,因而它们的体温是“温随境变”。例如,当蛇类在河边晒太阳时,它们的体温就会比其在水中游动时要高出很多。又如,熊在冬眠时,它的体温会下降到接近周围环境的温度。变温动物即为“冷血动物”。
2.节约热量与挥霍热量
生物学家们长期以来一直在研究,为什么我们哺乳动物是恒温动物?标准的解释是恒温动物要进化成为一定程度的食肉动物,以便适应积极的、掠夺性的生活方式。但也有专家提出一种新的说法:恒温动物不只包括肉食动物,有些草食动物也是,恒温性是平衡营养需求的一种方式。当然,现在下结论还为时尚早,但这种说法为我们恒温动物如此浪费的生活方式给了很好的解释。
恒温动物确实有点“挥霍热量”,不像有些动物需要时才产生热量。比如棱皮龟将平时产生的热量储存起来,游泳时利用体内热量使身体温度保持在10℃,或高于海水的温度。箭鱼在狩猎时会有选择性地供给它们的眼睛和大脑热量,甚至有些昆虫都会在需要时才产生热量。
3.恒温是为了充足体力?
那么,为什么大多数哺乳动物和鸟类能把恒温器调到最大?三十年前加州大学的动物学家们提出恒温性的进化是与动物的精力有关。他们发现哺乳动物和鸟类比其他动物具有较强的有氧代谢能力,能为肌肉提供更多的氧气,而且能够维持较长时间的消耗,因此,它们在追逐猎物或与对手竞争时有更多的耐力。这一点是毋庸置疑的。但更具争议性的是:较高的氧代谢能力不可避免地导致较快的新陈代谢,也就是说,体力决定恒温性。
但是认同这一观点的人并不多。因为认为二者之间有关系的理由还不够充分:有氧能力取决于心血管系统和肌肉的发达程度,而静止代谢率则主要取决于大脑和内脏器官。有一些爬行动物,如巨蜥具有较高的氧代谢能力,但静止代谢率却很低。一些哺乳动物和鸟类休息或冬眼时会将体温降到最低以减少消耗。所以说精力和恒温性之间不一定存在必然的联系,但是为什么它们之间的影响如此大呢?
4.保持营养和散发多余的热量
荷兰生态研究所的专家们试图用化学计量法进行解释,他们研究动物怎样获得足够的营养。关于食草动物有一个问题,它们如何获得足够的氮,用于转化为所体内的蛋白质、DNA和RNA。假设如果你只吃树叶,你的体内就会有太多的碳成分,而没有氮。有些爬行类动物是草食动物,但生活方式却完全不同,加州州立大学的专家们称食草蜥蜴有时也吃小型脊椎动物,这有助于它们克服营养不良。因此,2008年他们就提出一个新的观点:氮问题可以解释为什么鸟类和哺乳动物会进化成恒温性动物。他们说:“如果一桶树叶为你提供每天所需的1/5氮,那么你每天需要吃5桶树叶,如何处理多余的碳,将它作为热量燃烧掉,这就是恒温性。”对这一观点持反对意见的人简直在搬起石头砸自己的脚,因为较高的新陈代谢导致消耗更多的蛋白质,所以需要吸收更多的氮。这些专家们计算得出结论:现代的鸟类和哺乳动物比相似大小的爬行动物多消耗4倍的氮。
这就可以说明问题了,你也许认为有更简单的方法摆脱多余的碳,但实际上恒温就是一个非常清洁的解决方法。将多余的碳变成气体呼出就是最简单的方法。恒温动物因为要保持恒温,所以要一直消耗能量,就一定要频密且定时地进食;而像鳄鱼等冷血动物能量消耗的少,而且能够有选择地消耗,所以长时期不进食也不会危及生命。