在好莱坞生物类大片里,经常见到有怪物在迅速长大的镜头。“且不论这个生长需要同时消耗数倍于体重的食物,单就这么快速的蛋白质合成,产生的热量怕是会立即把生物体烫熟了。”姜韬说,在生物学家眼里,生物的体型瞬时成倍放大就是个笑话。
复杂高级的神经活动也高度依赖稳定的温度,因此随着智力的高度进化,人类同时也进化出了更强的陈新代谢水平和较为发达的体温维持能力,一个证据就是人类的汗腺远比一般高等动物发达。
“短跑里,人类远不是兔子、羊、鹿,更不用说猎豹的对手,但是如果较量马拉松,它们都不是人类的对手,并非是人类的肌肉和心肺功能更强,而是因为人类对于防止体温过高的控制能力更强大。”姜韬说。
代谢率是否真的与寿命相关
此前有科学家认为,新陈代谢率是决定物种寿命的重要指标,代谢率较高的动物相对来说寿命较短。同为两岁,新陈代谢率低的动物可能只是“黄口小儿”,但代谢率高的动物可能已经接近暮年。
“物种体型与代谢速率通常有特定的关联性。由于要最大化利用能量,又要兼顾散热(体型越大散热越难),动物进化普遍遵循着‘四分之三定律’,即体型越大,相对代谢速率越慢,并且和体重的四分之三次方成正比。”夏至说。
打个比方说,如果一只猫的体重是一只老鼠的100倍,那么,相同时间内猫的代谢量只有老鼠的32倍(100的四分之三次方),而非100倍。这就是著名的克莱伯定律。
“在变温动物中,以大王具足虫为代表的深海动物,又将节能减排贯彻到了极致。”夏至说。
夏至解释,一般而言,动物体型越小,寿命越短,比如家猫寿命只有十几年。但是目前比较普遍的观测结论是,大王具足虫寿命有40到60年。相对其体型来看,可以说它们的寿命非常长了。而且不光是大王具足虫,大部分代谢缓慢的物种生命跨度都在几十年甚至上百年。
这不禁让人想到,如果人类也拥有低代谢率,是不是就能延年益寿了?
“某种程度上来说,的确如此。除了我们在科幻小说中看到的‘人体冷冻’技术(目前已有实验研究)外,日常场景中也有一些对应的研究。”夏至说。
比如,已有不少研究显示,细胞内的能量代谢状况与寿命的长短存在相关性。有生物学家证实,在不造成营养不良的前提下,将热量摄入减少到正常水平的70%后,所有参与研究的物种,包括酵母、蠕虫、苍蝇、狗以及恒河猴等,寿命都得到了不同程度的延长。
有科学家就此推测,限制热量的摄入,可以降低静息代谢和运动代谢,从而广泛地预防与年龄有关的疾病,包括癌症、糖尿病和自身免疫性疾病等。
“不过,仍有不少学者对限制热量摄入能够‘冻龄’延寿的观点表示质疑。但即便不从代谢角度考虑,低热量饮食对健康的积极作用也是毋庸置疑的。”夏至说,“各种生物都在以自己的方式在各自领地上生生不息。对这些生物的研究,也终将帮我们更好地了解生命。”