Загадка: Почему температура тела 37°?

[stepanov]

Температура тела теплокровных животных 37-40°С. Организм человека способен увеличить теплопродукцию в 10 раз ради стабилизации температуры тела около 37°. На морозе организм даже жертвует конечностями вплоть до обморожений, отзывая кровь в туловище, лишь бы сохранить нужную температуру. Почему эволюция "выбрала" именно 37°?


(фото: oxfam.org.uk)

Правильный ответ: При 37°С вода обладает наименьшей теплоемкостью, что минимизирует затраты энергии на регуляцию температуры тела около данной константы.

Принципиально именно стабильность температуры тела позволила теплокровным значительно расширить свой ареал обитания, сохраняя активность в мороз и жару. То, какой будет эта температура, определено физическим свойством воды, из которой мы состоим на 70%.

Биохимические процессы успешно идут и при 90°С, поэтому популярный ответ: "при увеличении температуры белки сворачиваются" - неверный. Ответы вроде: "при более низкой температуре увеличивается опасность инфекции" - верен отчасти. Действительно многие грибы не способны существовать при данной температуре. Правильно ответили многие, некоторые из которых читали об этом раньше. В любом случае, все, кто думал и размышлял - молодцы! Среди знакомых коллег медиков и биологов правильно ответить никто не смог - они вообще об этом никогда не задумывались.

Comments

[(Anonymous)]

Скорее всего автор загадки ошибается. Не приведено никаких аргументов хоть как-либо объясняющих или механизм действия или цель подобного регулирования, оптимизации именно по теплоемкости. Только констатация факта совпадения и общие рассуждения о том, что вроде как логично было бы так. Но не более. Например температура кошки 38-39 градусов, да она еще и лучше теплоизолирована.

Весьма вероятно, что совпадение не случайно, но объясняется иными причинами и свойствами коллоидов и растворов организма. С точки зрения поддержания температуры разница в необходимой для нагрева потребляемой воды от температуры окружающей среды до температуры 35 или 37 или 40 градусов не столь значительно отличается, как например нагрев воды для питья зимой и летом. Поэтому эта разность энергий, определяемая различием теплоемкостей при +/- несколько градусов не может служить параметром оптимизации для эволюции.
Что сильнее влияет на организм - изменение скорости б/х реакций или неоходимость выработать на 10 дж. энергии больше? Да еще и с учетом открытости системы? Ветерок дунул - и вся оптимизация нарушилась?
В журнале у никонова по серьезнее обсуждение было с опровержением этой гипотезы. И привели интересную книжку на тему значимости физ-хим факторов в биологии.

https://yadi.sk/i/wnNc176umzkUi

[(Anonymous)]

Из указанной книги - цитаты:
1. ... фактором, определяющим эволюцию в направлении теплокровности, является скорость распространения волны возбуждения по нерву, а не скорость ферментативных реакций.
...весьма вероятно, что наиболее совершенные го-мойотермные животные поддерживают температуру тела около 38°, поскольку именно при этой температуре обеспечиваются наилучшие условия функционирования возбудимых мембран.
2.предельно совершенные, активно перемещающиеся животные должны быть теплокровными, поскольку именно в диапазоне температур 36—42° обеспечивается максимальная скорость проведения возбуждения по нерву. Этот диапазон температур задан свойствами фосфолипидов возбудимых мембран. Сам фосфолипидный состав детерминирован необходимостью максимально совершенного выполнения функций возбуждения и проведения возбуждения. Приходится идти на заботы о высокосовершенной системе терморегуляции, поддерживающей необходимую температуру тела.

Там же приведена гипотеза о температуре тела у холоднокровных животных и растений. Она также не связана с теплоемкостью воды.

Вам, Глаголас, не стоит так безаппеляционно и однозначно что-либо утверждать. Особенно в науке о живом мире и человеке.

Вообще, когда человек кому-то говорит, как в школе "это не верный ответ, правильно будет вот так..." это зачастую означает что он сам ошибается. Перед сколькими людьми в обсуждении этого поста вы ошиблись?

[glagolas.livejournal.com]

Скиньте пожалуйста ссылку на блог Никонова, где имеется опровержение этой гипотезы.

Заглянул в указанную вами книгу и сразу наткнулся на очень спорные утверждения. Например, "теплокровные победили холоднокровных благодаря большим скоростям реакций нервной системы во время охоты". Но это же ерунда. Теплокровные - часто осноная пища для холоднокровных. Например, змеи питаются грызунами и другими, еще более крупными, млекопитающими. Комодский варан часто охотится на антилоп гну. Я уже молчу о крокодилах. Данные пресмыкающиеся обладают гораздо более лучшей реакцией нервной системы в сравнении с теплокровными.

Да, реакция (скорость поляризации мембран) прямо зависит от температуры окружающей среды, но я в посте и сам говорил, что "именно СТАБИЛЬНОСТЬ температуры тела позволила теплокровным значительно расширить свой ареал обитания, сохраняя активность(!) в мороз и жару". Вот суть этого преимущества - расселение по Земле и не зависимость от времени суток, изменения погоды и климата, но никак не скорость и маневренность движения на охоте.

А вот какую именно (стабильную) температуру выбрала эволюция для теплокровных - определено физическими свойствами воды.

Автор книги сам упоминает, что "в системе фосфолипиды-ВОДА происходит фазовый переход в (данном) очень узком диапазоне температур". Далее автор лишь приводит свидетельства, что при 36-40 градусов система фосфолипиды-вода работает оптимально, но даже не пытается обосновать, ПОЧЕМУ ИМЕННО ПРИ ЭТОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ СИСТЕМА ФОСФОЛИПИДЫ-ВОДА РАБОТАЕТ ОПТИМАЛЬНО. Чувствуете разницу? Автор не задается данным вопросом.

Между тем для существования и функционирования фосфолипидной мембраны нужна ВОДА, и именно вода и ее свойства определили, какой будет "первая" на Земле биологическая мембрана и как будут устроены фосфлипиды. Здесь важно не путать причину и следствие.

Кроме того, автор много раз повторяет про фосфолипиды мембран нервных волокон, как будто забывая, что скорость метаболизма (а не только реакция нервной системы) в целом зависит от поляризации мембран любых клеток, которые точно также состоят из фосфолипидов. Поэтому обосновывать эволюционные преимущества только через быстроту реакций нервной системы - слишком уж однобоко.

В любом случае, спасибо за ссылку. В целом книга интересная.