溫血，為了抵御真菌？

喬新月

鱷魚不吃東西能活上一年甚至更長時間，而我們不吃東西就活不了多少天，這是為什么？因為我們所攝取的食物能量的大部分都消耗在了讓身體產(chǎn)生熱量上。那人類為什么要花費(fèi)巨大的能量將體溫保持在37℃呢？

眾說紛紜的溫血之謎

無論天冷還是天熱，只要觸摸別人的皮膚，你就能感覺到人類溫暖的體溫。一個人的皮膚如果觸摸上去感覺冰涼或者滾燙，那他一定是生病了，因為正常情況下人的體溫應(yīng)該在37℃左右。于是，我們理所當(dāng)然地認(rèn)為，37℃是人類正常的體溫。但事實上，我們所認(rèn)為的再正常不過的37℃的體溫其實并不正常。要知道，維持較高的體溫需要大量的能量，所以包括人類在內(nèi)的溫血動物為維持溫血而付出的代價是相當(dāng)大的。實際上，溫血動物并非只是溫血，簡直可以說是“熱血”——鳥類的平均體溫達(dá)到了40℃，哺乳動物雖然低好幾攝氏度，但即使是人類的37℃，也高于地球上任何地區(qū)的年平均溫度，包括撒哈拉沙漠和亞馬孫雨林在內(nèi)。而為了燃起這把“生物化學(xué)之火”，我們進(jìn)食的頻率相當(dāng)于同樣大小身體的蟒蛇的50倍，所消耗的熱量是其30倍。

在自然界，除了鳥類和大多數(shù)哺乳動物，其他動物本身并不產(chǎn)生熱量，例如蜥蜴就是冷血動物（或者說是變溫動物），青蛙也是冷血動物，還有昆蟲、蛇、魚類等，都是冷血物種。當(dāng)太陽落山后，它們的身體就慢慢地冷了下來；當(dāng)太陽升起時，它們的身體又漸漸溫暖起來。因此，冷血才是大自然中生命的“常態(tài)”。

當(dāng)然，溫血也有很多好處，比如能讓身體在寒冷的天氣中繼續(xù)保持活動能力，能給幼崽提供溫暖舒適的懷抱，不用曬太陽也能保持體溫，等等。可是，動物為了保持溫血需要付出很大的代價，一些溫血動物一天需要吃掉同等大小爬行動物一個月的食物才能保持恒溫。哺乳動物和鳥類身體的熱量主要是由內(nèi)臟器官產(chǎn)生的，如肝臟和大腦，溫血動物的這些器官通常比冷血動物更大，它們的細(xì)胞燃燒食物的能力大約是冷血動物的5倍，因此能夠持續(xù)產(chǎn)熱，使整個身體始終保持溫暖。如此看來，溫血是一種極其浪費(fèi)的機(jī)制。相比之下，一些冷血動物進(jìn)化出了更有效的策略。例如，棱皮龜能夠?qū)⒂斡緯r產(chǎn)生的熱量保存起來，使體溫保持在海水溫度的10℃以上，與其他海龜相比，它們可以到更冷的海水中去覓食；旗魚在獵食的時候會選擇性地提高眼睛和大腦的熱量；甚至一些昆蟲如天蛾，也會在需要的時候才產(chǎn)生熱量。那么，為什么唯有鳥類和大多數(shù)哺乳動物要讓體內(nèi)的“火爐”一刻不停地燃燒呢？

溫血機(jī)制是物種進(jìn)化中的一個有趣現(xiàn)象，也是一個至今未解的自然之謎。關(guān)于溫血機(jī)制的起源理論可謂眾說紛紜，莫衷一是。有理論認(rèn)為，溫血機(jī)制的進(jìn)化與耐力有關(guān)：哺乳動物和鳥類的有氧代謝能力很強(qiáng)，能長時間地為肌肉提供大量氧氣，提供捕獵和搏斗所需能量，因此，是動物對耐力的選擇造就了恒溫機(jī)制。另有理論認(rèn)為，溫血機(jī)制的進(jìn)化源自于小型食肉動物，目的是保持其活躍的捕食生活方式。還有理論認(rèn)為，溫血機(jī)制的進(jìn)化源自大型食草動物，為保證其對氮元素的需求，推動了溫血機(jī)制的進(jìn)化。

溫血機(jī)制新理論

關(guān)于溫血機(jī)制的起源，科學(xué)家嘗試從不同角度尋求答案。最近，美國生物學(xué)家阿圖洛·卡薩德瓦爾提出了一種新奇理論：真菌或許是人類體溫高于其他溫血動物的秘密之所在。在過去30年里，卡薩德瓦爾一直致力于研究侵入人體的真菌。

在我們?nèi)粘Ｉ钪校俏覀円秤媚承┱婢愂澄铮俏覀冊谠『熒习l(fā)現(xiàn)了霉菌，除非真菌在我們的腳趾間繁殖滋生起來，我們很少會去關(guān)注這些不起眼的小生物。然而，在將近10億年的時間里，真菌一直都是地球生命故事中的“主角”，它們生活在地球生命棲息地的每一個角落里，生活在幾乎每一個物種的身體表面。植物的葉子上、根莖上，以及植物的幾乎每一個部位都可能有真菌滋生，兩棲動物和爬行動物身上更是容納了成千上萬的真菌病原體。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一些真菌正在令整個青蛙物種瀕臨滅絕。甲蟲、螞蟻和白蟻的身體都是真菌的棲息之處，有的真菌甚至還反客為主，奪取這些生物大腦的控制權(quán)，令它們做出一些不可思議的可怕事情。可以這么說，真菌無處不在。

相比之下，真菌無法真正占領(lǐng)的地方只有一個，那就是我們?nèi)祟惖纳眢w。卡薩德瓦爾的研究發(fā)現(xiàn)，侵入人體的真菌可謂少之又少，主要包括引起發(fā)癬、足癬、金錢癬的幾種真菌。此外，還有一種叫做肺囊蟲的真菌。肺囊蟲常常會令免疫功能較弱的人患上肺炎。不過，在大多數(shù)情況下，生活在幾乎所有人肺里的肺囊蟲是能與我們?nèi)祟惡推焦蔡幍摹τ谝鸢l(fā)癬的真菌，與其說是一種病原體，不如說是偶爾“造訪”我們身體的“訪客”。另外還有幾種真菌，包括假絲酵母菌（亦稱念珠菌）、隱球酵母菌、曲霉菌、結(jié)節(jié)型組織胞漿菌等，它們通常只生活在免疫系統(tǒng)較弱的人體內(nèi)，雖然也會給人體帶來一定的傷害，但并不會進(jìn)化成為病原體。

如此看來，在我們免疫系統(tǒng)強(qiáng)大的防御力量面前，真菌簡直毫不足道。每天有無數(shù)的真菌孢子通過空氣傳播落在我們的身上，但只要你身體健康，它們就不會對你構(gòu)成傷害。大多數(shù)情況下，你皮膚上的細(xì)菌，以及你的免疫系統(tǒng)細(xì)胞，會利用一道道生物化學(xué)屏障，擊敗這些外來入侵者。

溫血，為了抵御真菌？

除了人類，不受真菌控制的還有其他哺乳動物和鳥類。哺乳動物的種類多達(dá)4000種，而在已知的150萬種真菌中，寄生在哺乳動物身上的只有區(qū)區(qū)不到500種，而且其中絕大多數(shù)都不會引起疾病。相比之下，寄生在人類肚臍中的細(xì)菌種類多達(dá)幾千種。至于鳥類身上是否有真菌寄生，這個問題目前似乎還無人能夠回答，但如果你在網(wǎng)上搜索“鳥類真菌病原體”，你會發(fā)現(xiàn)搜索結(jié)果是“0”。

哺乳動物和鳥類是僅有的兩個大類的溫血動物，而兩者都擁有對真菌強(qiáng)大有效的抵御力量，那么，這是一種巧合嗎？卡薩德瓦爾指出：這種現(xiàn)象并非巧合，一定有某種神奇的力量在起作用。在他看來，這就是我們的堪與熱帶溫度相比的體溫，是它阻止了無孔不入的真菌的侵入，而這也正是我們進(jìn)化為溫血動物的根本原因。

為了證明關(guān)于真菌與溫血機(jī)制關(guān)系的理論是正確的，卡薩德瓦爾與其他真菌專家一起，對4000多種真菌的生長溫度進(jìn)行檢測，并與鳥類和哺乳動物的體溫進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，大多數(shù)真菌在-4℃～30℃時最為活躍，超過30℃，它們就會感覺太熱了，只有不到1/3的真菌特種能夠在37℃以上存活，只有5%的真菌能在41℃的高溫下存活。這就是說，鳥類和哺乳動物的體溫超過了大多數(shù)真菌能夠忍受的溫度極限。

接下來，卡薩德瓦爾又建立了哺乳動物在保證身體正常功能與維持較高體溫所付出代價兩者之間的最佳體溫模式，并與抑制真菌病原體入侵所需的額外溫度增加進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，最佳平衡溫度為36.7℃，與人類和其他大多數(shù)哺乳動物的正常體溫正相吻合。

卡薩德瓦爾的研究還發(fā)現(xiàn)，少數(shù)體溫偶爾或永久性地低于這個標(biāo)準(zhǔn)的哺乳動物似乎更容易感染真菌。比如，在北美地區(qū)，冬眠的蝙蝠被真菌感染白鼻綜合癥的現(xiàn)象非常普遍。又如，雖然兔子身上的真菌病原體并不多，但它們的睪丸卻是一個容易招惹真菌的地方，因為那里的平均溫度為35℃，比兔子身體的其他部位的溫度要低4℃～5℃。

我們正在失去對真菌的免疫力

我們知道，發(fā)燒現(xiàn)象是我們的身體為抗擊病原體入侵而進(jìn)化出來的一種保護(hù)機(jī)制。卡薩德瓦爾指出，同理，生物體擁有較高的體溫是生物體在真菌入侵的威脅之下不得已而為之的一種策略。真菌是溫血機(jī)制進(jìn)化背后的推動力量。

無論真菌是否真的推動了溫血進(jìn)化，我們都不得不承認(rèn)，我們能夠成就為今天的人類，其他物種對我們的影響功不可沒。人類獨特的身體、器官、體溫、化學(xué)成分等，不僅是在遠(yuǎn)古地球環(huán)境中進(jìn)化而來的，同時也是在與遠(yuǎn)古物種的相互作用中進(jìn)化而來的。

如果卡薩德瓦爾的理論是正確的，意味著我們將面對更復(fù)雜的情況：根據(jù)一些研究，到2100年，全球變暖將使世界大部分地區(qū)的溫度變得與我們的體溫一樣高。可以想象，隨著環(huán)境溫度的升高，大多數(shù)真菌也將加快進(jìn)化，以適應(yīng)和耐受更高的溫度。所以，全球變暖除了帶給我們其他麻煩外，還可能讓我們失去對許多真菌的免疫力。

卡薩德瓦爾指出，最初的征兆已經(jīng)出現(xiàn)——隨著一些原來被認(rèn)為非病原體的真菌種類正在轉(zhuǎn)化為病原體，在哺乳動物中出現(xiàn)的與真菌感染相關(guān)的疾病的發(fā)病率正在增多。我們也許應(yīng)該對寄生在哺乳動物身上的真菌予以更多的關(guān)注。