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人类的体温为何是37摄氏度?阅读附答案(2019湖南常德中考试题)

人类的体温为何是37摄氏度?

①我们已经习惯自己的体温,以至对它视若无睹,除非中暑、发烧、寒冷,才会关注它。如果静下来思考我们的体温为何如此,会发现其中暗含着更加久远的故事:恒温动物异军突起,与变温动物争夺天下。这是一场考验能源获取、动员效率、反应速度,甚至需要抵御生化武器的持久战争。最终,恒温动物完成了改朝换代的壮举,彻底占据了天空和大地。

②我们都知道人类的体温是37摄氏度,其实人类的体温会因为身体部位和时间的不同而有所差别。

③然而,恒定的体温并非理所当然。当体温高于环境温度,身体因为热传导与辐射持续丧失热量,且温差越大,热量损失越快。若要维持体温不变,就必须在体表建立有效的隔热层,同时在体内源源不断地制造热量,才能平衡损失。这意味着人类必须频繁地进食、进水,才能保证体温不会大幅变化。相比之下,对体温不那么讲究 的变温动物,在相同的体重下,对能量的需求只有恒温动物的1/10,这让它们更加容易在食物匮乏的环境中生存下来。

④这样看来,变温动物的生存策略似乎更加高明。但实际情况是,奢侈消耗热量的哺乳类和鸟类,反而完全占据了大地与天空、高山与两极,它们才是当今世界占统治地位的物种。

⑤这是因为,恒温动物具有明显的生存优势。

⑥当气温太高,缺乏体温调节能力的变温动物必须躲藏起来,防止体温过高导致死亡;当气温太低,它们又需要寻找外部热源,或者进行休眠。恒温动物受气温影响更小,因而能适应更多变的环境,抢占更多生态位。这也就解释了为何在南北两极有很多哺乳动物和鸟类,却没有爬行动物。

⑦变温动物在外界气温变化较大时,还会行动缓慢、反应迟钝。这是因为动物体内控制所有生化反应速率的酶,对温度变化非常敏感,相差10摄氏度,都会带来2到3倍的变化。而恒温动物总是保持在自己的最佳温度,生化反应速率更高,因而拥有更加出色的反应和运动能力。

⑧然而问题还没有解决,虽然恒温具有这些优势,人类为何会停留在37摄氏度?

⑨其实不止是人类,一些常见的哺乳动物的体温也都非常接近这个数值。鸟类的体温更高一点,不过一般也相差不大。

⑩如果我们把常温、常压下水的冰点和沸点及其之间的温度,看作一条线段,那么就会发现,黄金分割的另一端是38.2摄氏度,非常接近于我们的平均体温。大概这只是一个美妙的巧合。但生物学家卡萨德瓦利发现,黄金体温确实存在,而问题的关键与毫不起眼的真菌有关。

⑪自然界存在着种类繁多的真菌,其中不乏致命的杀手。比如蛙壶菌,对几种蛙类来说,感染就意味着死亡。熊蜂微孢子虫,会在熊蜂体内大量繁殖,导致它们肚子太大无法弯腰交配。尽管能接触到超过4000种真菌,哺乳类动物却只会感染其中不到500种,大部分也不会致病。对鸟类的研究也同样显示,真菌能引发的鸟类疾病非常少。这让它们相对于容易感染真菌的动物,具有很大生存优势。

⑫除了免疫系统的功劳,体温也在其中发挥着至关重要的作用。因为大多数真菌的活动温度在4到30摄氏度,只有不到三分之一的真菌能在37摄氏度以上的环境中存活。

⑬提高体温可以杀灭更多真菌,但是更高的体温也消耗更多热量,在不生病和不饿死之间,人类或是其他动物必须选择一个平衡点。卡萨德瓦利对这两者进行建模和计算,发现存在一个投入与收益的最优解:36.7摄氏度。

⑭体温低于这个黄金体温的哺乳动物,都更易感染真菌。比如在北美,异温性的蝙蝠在休眠时体温会下降到环境温度,这让它们很容易感染真菌,引发白鼻子综合征,并大批死亡。

⑮于是,在残酷的自然选择和简单的数学原理之下,人类的体温就固定为37摄氏度。

1.根据语境,解释第①自然段中改朝换代的意思。

2.第⑦自然段运用了列数字、作比较的说明方法,它们分别有什么作用?

3.结合全文,说说人类的体温为何是37摄氏度。

4.下列关于原文内容的理解和分析,正确的一项是( )。

A.恒温动物与变温动物不同地位的形成,经历了一个漫长的过程。

B.在食物匮乏的环境中,变温动物对能量的需求少,生存能力更强。

C.哺乳类动物和鸟类之所以很少受到真菌感染,应完全归功于体温。

D.37摄氏度是恒温动物在不生病和不饿死之间选择的一个平衡点。

【答案】

1.恒温动物在自然选择中生存下来,夺得天下。

2.准确地说明变温动物在外界气温变化较大时,还会行动缓慢、反应迟钝。

3.高于37摄氏度会消耗更多热量,低于37摄氏度更易感染真菌。

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