主要内容
恒温动物与变温动物
恒温与变温动物的区别。如何阅读与恒温和变温动物相关的图表。
要点
- 大多数动物需要将核心体温维持在一个相对较窄的范围内。
- 恒温动物 使用体内产生的热量来维持体温。无论环境如何，它们的体温都趋于稳定。
- 变温动物 主要依赖于外部热源，其体温随着环境温度的变化而变化。
- 动物通过热辐射与环境交换热量，有时还借助于热对流和蒸发。
介绍
今天外面的天气怎么样？如果你所在的地方是冬天，可能会很冷。如果是夏天，可能会很热。无论如何，奇怪的是你的核心体温一直在
不是所有生物都和我们人类一样把体温控制在一个狭窄的范围中，但几乎所有地球上的动物都在一定程度上调节体温——只要阻止细胞的水变成冰或避免热量使其代谢酶变性。
从广义上讲，动物可以根据调节体温的方式分为两类：恒温动物和变温动物。让我们仔细看看这两组的区别。
恒温动物与变温动物
人类、北极熊、企鹅和土拨鼠，像大多数其他鸟类和哺乳动物一样，都是恒温动物。鬣蜥和响尾蛇，像大多数其他爬行动物一样，以及大多数鱼类、两栖动物和无脊椎动物都是变温动物。
恒温动物 的内部产生它们所需的大部分热量。当外面很冷的时候，它们会增加代谢热量的产生，以保持体温恒定。正因为如此，恒温动物的体内温度与环境温度无关。
如下图所示：老鼠在外部温度大幅变化下保持接近
另一方面，对于 变温动物 来说，体温主要取决于外部热源。也就是说，体温随周围环境温度的升降而变化。虽然变温动物确实产生一些代谢热——就像所有生物一样——但变温动物不能增加热量的产生来维持特定的内部温度。
不过，大多数变温动物 都 在一定程度上调节体温。它们只是不以产生热量的方式这样做。相反，它们使用 其他策略，例如行为—寻找阳光、阴凉等—寻找温度符合它们需要的环境。
有些物种模糊了恒温动物和变温动物之间的界限。例如，冬眠的动物在活动时是恒温的，但在冬眠时类似于变温动物。像金枪鱼和鲨鱼这样的大鱼会产生并储存足够的热量，使它们的体温高于周围海水的温度，但与真正的恒温动物不同，它们不能保持特定的体温。甚至一些昆虫也可以通过收缩它们的飞行肌肉来利用代谢热来提高体温！
另一个重点是：一般来说，恒温动物的 新陈代谢率要比变温动物高得多。这是因为它们必须燃烧大量的燃料——食物——来维持体内温度。
为什么调节温度？
对大多数动物来说，能够存活的体温有一些基本的限制。在温谱的一端，水在
为什么许多生物——包括你我在内——都把体温保持在比这更小的范围内呢？化学反应的速率随温度而变化，这既因为温度影响分子间的碰撞速率，也因为控制反应的酶可能对温度敏感。温度越高，反应速度越快，达到一定程度后，反应速度会随着酶的变性而急剧下降。
每一个物种都有自己的代谢反应网络和一组在特定温度范围效果最优的酶。通过将体温保持在目标范围内，生物体可以确保它们的代谢反应正常进行。
温度平衡
对于恒温动物和变温动物来说，体温取决于生物体产生的热量和与环境的热量交换——损失或获得——之间的平衡。
正如热力学第二定律所述，热量总是从较热的物体转移到较冷的物体。
生物体与环境交换热量的主要方式有三种：辐射、传导——包括对流——和蒸发。
- 辐射： 辐射是通过红外辐射，即不直接接触，将热量从较热的物体转移到较冷的物体上。
- 传导： 热可以通过传导在两个直接接触的物体之间传递。你的皮肤和附近的空气或水之间的热传导是由 对流 辅助的，热对流中，热量是通过空气或液体的运动传递的。
- 蒸发： 例如，当汗液从皮肤上蒸发时，表面水分的蒸发会导致热量的损失。要了解为什么会出现这种情况，请看视频 为什么流汗能让你凉快下来？
生物体如何控制热量的产生和热量的交换，以保持一个健康的内部温度？我们将在下一篇关于温度调节策略的文章中回答这个问题。