你从来没有选择恒温的能力，只不过变温的都被淘汰了。恒温给你带来了更快、更高、更强，但或许也失去了极致躺平，冷冻复活……

生物体就是一个巨大的生化反应容器，体温就是这个容器集热所反应的温度。

• 仅仅 1 秒钟，人体内的一个细胞内就会进行 1000 万次耗能的生化反应^[1]，整个人体高达 6 万亿亿次 /s。

这些消耗的能量，只有少部分转化成了对外的机械功（肌肉效率 10~30%），绝大多数都以热量的形式释放了出去。

这些热量主要通过热辐射、对流、传导、蒸发，以及呼吸散失。

其中以热辐射散热为主。

无论散热方式有多复杂，最重要的一点就是：

一个活着的生物，体内的生化反应必须处于不断循环进行的状态，它才不会死亡。

只要存在新陈代谢就会产热，那么它的体温就会比环境更高。

对于低等动物来说，它们具有较低的新陈代谢率，例如爬行动物新陈代谢，只有同体型鸟类和哺乳动物的 1/10。

我们可以来简单看看，同体型哺乳动物和爬行动物体温的关系。

如果这个哺乳动物的恒定体温是 38℃（311.15K），环境温度是 20℃（293.15K），当处在无风环境，对流散热足够低，我们可以认为主要散热为辐射散热。

由于它们的新陈代谢率（单位时间内体表面积产生的热量）相差 10 倍，且体温与环境温度四次方差成正比。

那么，根据斯特藩 - 玻尔兹曼辐射定律：

为热辐射功率。
为辐射系数，黑体辐射为 1，人体黑度为 0.95~0.97。
为斯特藩 - 玻尔兹曼常量，取值。
为热力学温度。

我们可以建立这样的关系式：

哺乳动物和环境温度都是已知的，易得

环境温度是 20℃，爬行动物的体温，仅仅只比环境温度略高。

也就是说：

体温其实是被机体的新陈代谢率所限定的。

由于冷血动物的新陈代谢产热，远远小于环境的热量流通，所以它们也根本没有任何办法，进化出体温调控的能力。

当温度足够低的时候，它们的新陈代谢也更低，因此缺少活力。

阳光照射可以较快的提高体温，因此冷血动物的活力，也与光照正相关。

每天早晨晒晒太阳，才出去活动，也成了众多蜥蜴和蛇的必备早课。

3 亿年前的合弓纲动物，便在晒太阳方面，卷出了新高度。

植食性的基龙（Edaphosaurus）和掠食性的异齿龙（Dimetrodon）先后演化出了巨大的背帆。

• 基龙骨骼：

• 基龙复原：

• 异齿龙骨骼：

异齿龙复原：

3 亿年前的石炭纪末期，发生了雨林崩溃事件。

生物的灭绝虽然比不上大灭绝，但也完成了一场洗牌。

随后气候变得寒冷而干燥，整个地球进入了短暂而激烈的冰河时代。

这个时期还没有温血动物出现，足够高的体温，对于它们的生存至关重要。几乎所有冷血动物，都依靠阳光直接或间接来提升体温。

提升体温快的植食动物，可以率先吃到一天中新发的嫩芽，迅速逃脱天敌的血盆之口。

提升体温快的肉食动物，则可以轻松掠食那些体温还不够高，行动缓慢的动物。

基龙和异齿龙发展出的背帆，在这个时代，完全就是降维打击^[2]。

当早晨的第一缕阳光照射大地的时候，基龙和异齿龙展开背帆，可以大面积吸收太阳的热量，然后通过血液循环，在很短的时间加热体温。

一只 200 公斤的异齿龙，从 26℃提升到 32℃的体温，若没有帆状物需要 205 分钟。但若有背帆，则仅仅只需要 80 分钟，后者是前者速度的 2.5 倍。

这多出来的 2 个小时中，使其它冷血动物，对异齿龙来说，完全成了趴着的肉菜。

除了加热体温外，背帆其实也可以起到迅速降低体温的作用。如果炎热的夏季导致体温过高，它们躲进阳光照射不到的区域，则可以通过更大的表面积，比其它动物更容易散热。

总的来说，背帆对于基龙和异齿龙的体温调节来说，非常的重要。当然，除了调节体温外，背帆还有着其它的作用。例如，可以用来求偶或者吓退猎物。

总之，通过背帆，基龙和异齿龙获得了巨大的成功。

但它们终究还需要晒太阳，0 帧起手的恒温动物，很明显会更有优势。

但其实恒温的出现，一开始是一个被动的过程。

恒温动物的起源时间，不同的研究有不同的看法。

较晚的一般认为在 1.45 亿~6600 万年前，较早的认为在 3 亿~2.5 亿年前。

最早的恒温动物，很有可能是巨温性的。

认为恒温起源于 3 亿年前的观点，比较核心的支撑，是动物体型大型化与体温的关系。

如果动物的新陈代谢率不变，它的体积增加 N 倍后，依据平方 - 立方定律，它的表面积会增加

。

那么，理论上，它的总新陈代谢会提升

。

1930 年代，生物学家克莱伯意图通过研究动物新陈代谢，寻找 2/3 幂的平方 - 立方规律。然而克莱伯经过统计之后却发现，恒温动物符合的竟然是 3/4 幂规律，而不是 2/3 幂规律^[3]。

也就是说，体积提升 N 倍后，新陈代谢不是提升

，而是

。

克莱伯定律通常用异速生长来解释，也即动物体型增加后，维度增加，使体积与表面积比值减小了。

一般来说，小型动物其实是更加符合 2/3 幂的平方 - 立方定律。

大型哺乳动物可能受限于年轻、个体差异，导致不同阶段的单位体重新陈代谢发生了变化，从而更加符合 3/4 幂定律。

通过 3/4 幂反映出了这样的规律：

对于大型动物来说，随着体积的增加，体内积热的增多，它们的体温也就会逐渐比环境温度高出很多。

从最基本的热传学角度，我们就能得出：

早期的大型动物（无论大型恐龙还是大型类哺乳动物），体温必然是大大超出于环境温度的。

这也注定了，大型恐龙即便不是恒温动物，也至少是中温动物（介于恒温和冷血之间）。

物种的生长率和体温是否恒定具有很大的关系：

一般来说冷血动物的生长率足够低，恒温动物的生长率足够高，而大型恐龙的生长率正好介于哺乳动物和爬行动物之间。

陆生动物大型化，时间恰恰是在 3 亿年前开始。

或许它们一开始，并没有进化出直接调控体温的能力。

但很明显体型变大之后，随着积热增加，如果不能调控体温，就意味着：环境温度过高时，更容易热死；环境温度过低时，更容易被冻死。

开篇我们就提到，生物体就是一个大型的生化反应器，而催化亿万生化反应需要的是：

酶。

温度对酶活性，具有决定性的影响^[4]。

虽然不同酶的活性范围很大（0~100℃），尤其是一些嗜热菌体内的酶最高活性温度甚至可高达 80/90℃^[5]。但是，不同的生物体内的酶都是为了适应自身环境而存在的。

动物体内酶活性的最适宜温度为 37～40℃，平均温度为 38℃。

正是因为这个原因，绝大多数恒温动物的体温，都在 38℃附近。

另外还有一个美妙的数学巧合，38℃正好位于 0~100℃温度尺度黄金分割点附近。

当一个动物长期处在恒定的环境中，它们的体温也相对恒定，那么它们身体内的各种生化反应也会比较稳定，所使用的酶也会相对固定。

有机体都是由化合物构成，所有生化反应都遵循热力学定律，都遵循阿伦尼乌斯方程：

。
k 为速率常数，R 为摩尔气体常量，T 为热力学温度，Ea 为表观活化能，A 为指前因子。

这就注定了，温度不仅影响生物体内的化学反应速率，还会引起蛋白质的构象转变、脂类的相变、水的结构变化等等^[6]。

这些都注定了，物种从宏观的性状还是微观的生化环境，都对外部环境具有特异适应性。

对于早期的大型动物来说，体温的变化，也令它们身体内的酶也发生了变化。

当突然遭遇过高温度或者过低温度时，便可能造成关键的酶失活，影响相应的关键生化反应，从而造成死亡。

在不断淘汰的过程中，那些逐渐能调控体温的个体存活了下来，并得到了繁衍生息。

在不断淘汰演化的过程中，最终促使了恒温动物的出现。

那么最终诞生的恒温动物，它们体内的酶，以及生化反应也总是适应它们所处环境。

从另外一个角度来说，恒温动物的酶在相对较窄的温度范围具有最佳效率，那么所需要酶的范围也更窄。

冷血动物的酶则在更大的温度范围发挥作用，不仅需要更多种类的酶，过大的温差，也会造成一些酶在大部分时间都是低效率运行。

例如，一些消化酶最佳活性温度在 38℃附近的，在恒温动物体内总是能高效率运营。而冷血动物，往往只有夏季，这些消化酶才能高效率运行。除此之外，冬眠等特殊的习性，也需要更高的酶成本支持。

接下来，我们再来综合的谈一谈，哺乳动物作为恒温动物的优点和缺点。

当然，最根本的是前面已经深度探讨过的活动能力和酶活性。

其它的各种优缺点，都是这些生理特性所衍生出来的。

恒温使哺乳类动物能在夜间、冬天，其它寒冷环境，甚至极昼极夜地区都能保持活跃，从而扩大了生态位范围。

恒温也使胚胎与幼崽在发育期间，免受环境温度波动的影响，不仅提高了繁殖成功率，而且还能在更广泛的季节与气候条件下繁衍后代。

而且，无论人类还是其它高等哺物动物，哺乳、捕猎、大脑进化等，都必须通过足够高的恒定体温维持高新陈代谢。所以，恒温也是智力发展的保障之一（目前足够聪明的动物中，只有章鱼是冷血动物）。

足够高的温度，还有利于抵御病原体。

从整个生物界的范围来说，对动物拥有巨大威胁的不仅仅有病毒，还有细菌和真菌。

包括人类在内的 36℃体温以上的恒温动物，很少感染真菌。

有足够的证据表明，足够高的体温，能够让哺物动物抵抗真菌的感染。

例如，兔子拥有 40~41℃的体温，当在兔子温度较低的皮肤或者角膜接种新型隐球菌后，这些真菌并不会向温度更高的区域扩散。当使用糖皮质激素抑制兔子免疫力时，它们则会很快感染而死亡^[7][8]。

体温只有 32℃的鸭嘴兽，则很容易被毛霉菌所感染，36℃以上的更高等哺乳动物则不会^[9]。

当一些蝙蝠在冬眠时，随着体温的降低，它们也可能因为感染真菌而死亡。

除此之外，无论两栖动物还是其它冷血脊椎动物，都面临真菌的巨大生存威胁。

研究者模拟真菌感染保护的最佳机体温度，得到的结果是 36.7℃^[10]。

比较巧合的是，这个温度和现今人类的体温比较接近。

说穿了，这个温度是可以足够有效地抵御真菌感染，又具有较低的新陈代谢成本。

统计学表明，人类体温整体降低了。

一般认为，这是现代医学的提升，让人类各类感染风险降低，从而减少新陈代谢成本，降低了体温。

就像怀孕的女性体温会有所升高一样，哺物动物的体温本身就和内环境的变化息息相关。

恒温的缺点，其实也是显而易见的。

首先就是极高的能量维持和消耗。

除了极端个例，这使得哺乳动物基本上每天都会进食，大大影响了你的躺平人生。

而大多数冷血动物都是吃一顿管很久，十天半月算是短的了。像缅甸蟒之类的，吃一顿，最长可以管 18 个月，也即一年半^[11]。

说穿了，恒温动物往往也远远比冷血动物更卷。

相比起哺乳动物的高内卷，一些冷血动物的人生，可以说是极致躺平。

哺乳动物对水和食物的要求也很高，而且为了高能量，发展出了更加复杂的消化道，消化速率是冷血动物的 10 倍^[12]。

同时更大的新陈代谢压力，也在整体上增加了我们各种内脏的负担。

虽然哺乳动物单一物种的环境适应广，但当突然面临失温，却更容易被冻死，所以寒冷地带的恒温动物进化出了厚厚的毛发或者脂肪。

在寒冷环境，为了弥补大量的热量损失，机体新陈代谢也会提升，从而具有更高的食物需求，这也导致恒温动物遭遇食物匮乏时，也更容易饿死。

所以对应食物匮乏，一些动物进化出了能量囤积或者冬眠的能力。

同时，高能需求，也限制了恒温动物在资源贫乏环境中的种群规模。一般来说，极端环境中的恒温动物，往往不及冷血动物的数量（仅仅脊椎动物范围便是如此）。

一些极端低温下的天赋，哺乳动物也并不具备。

例如，有一些动物能够在自然冰冻后“复活”。

即便不考虑轮虫纲、线虫动物门、缓步动物门、鳃足纲，以及一些昆虫^[13][14]。

脊椎动物中也还有：

5 种青蛙，1 种蝾螈，1 种蛇，3 种海龟、1 种陆龟、1 种壁虎。

例如，林蛙通过体内的尿素和葡萄糖，避免冰冻时结晶的出现，从而做到冰冻后复活^[15]。

无一例外，全部都是冷血动物。

没有任何一种恒温动物能冻结后“复活”。

但从另外一个角度来说，足够原始的动物，很有可能都能冷冻复活。而我们祖先，则是在发展成更高等动物后，失去了这样的能力。

除此之外，恒温的哺乳动物，也远远没有一些冷血动物强大的再生和修复能力。

体温或许是影响因素之一。

所以，恒温其实也并不是总具有优势，但生物进化过程，总是会为了适应环境，增加新的“天赋”去弥补劣势。

演化终究是适者生存，而不能想要又要。