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随着人类历史的发展,这些措施也变得越发复杂和精妙,从而降低了人体适应极端环境的选择压力。
排汗降温的重要性由环境温度、湿度、身体活动各因素综合决定。
在气温极高、湿度极大时,例如气温高于人体体温,空气湿度大于90%,人体必须通过排汗来散发热量,因为此时的人体实际上正从环境中不停地吸收热量而非将热量散发到环境中。
在这种极端情况中,排汗贡献了人体90%的散热能力。
此时人体必须不断补充**,才能维持体内血液含量,保证汗腺有充足的汗液冷却剂。
[68]当一个人在高温天气下从事剧烈活动时,其汗腺必须处在最佳状态、发挥最大作用,其前提便是不断摄入**。
不过有时候人体排汗与外界温度或身体活动水平并无关系。
例如,女性在更年期时会出现潮热和盗汗的症状;身染流感或疟疾的人,会时而发冷,时而发热流汗。
在这些情况下,人体之所以产生汗液,是因为大脑或脊髓中负责调节温度的神经结构,被激素水平的变化,或入侵微生物释放的、能引起发热的化学物质激活了。
有些患有无汗型外胚层发育不良(anhidrotialdysplasia)遗传病的患者,没有或者只有少数活跃的汗腺,他们很难从事高强度的身体活动,尤其是在高温条件下。
[69]就算是那些活跃汗腺数目正常的人,也需要确保这些汗腺处在一个良好的状态,才能进行正常的日常活动。
例如,汗腺的热应激能力与晒伤呈负相关。
[70]所以,人类在热带的漫长发展过程中,保护汗腺免受强烈太阳光的伤害一直是一件至关重要的事情。
这就是为什么说深色皮肤对今天热带地区的人们很重要,也是为什么说深色皮肤是人类历史上的一个关键创新。
研究人员通过实验研究和模拟热带严苛环境下的体温调节情况,发现形体消瘦的人散热效率最高,因为消瘦者的皮肤表面积和体重的比值大,换句话说,当皮肤表面积大而人又瘦时,散热便实现了最大化。
[71]因此在炎热的环境中,瘦高的人比矮胖的人在保持热平衡方面更有优势。
这也是为什么许多长期生活在旧大陆热带地区的居民,如尼罗河部落、澳大利亚土著及印度的许多部落的人都又瘦又高,四肢瘦长(见图15)。
瘦意味着能更快地将身体核心区的热量传递到体表,而修长的四肢则意味着拥有更大的体表面积,能更快地将热量从体表传递到环境中。
图15热带地区的土著居民通常四肢很长,身体很瘦,例如印度费拉斯岗(Pharasgaon)原住民。
变大的表面积与体积比有助于人体在高温条件下快速散热。
当温热性出汗成为身体降温的主导方式(如空气湿度大或个体正进行剧烈活动时),这一比例就显得尤为重要。
爱德华·S.罗斯供图。
这一比例关系也是艾伦法则(Allen’sRule)的基础。
艾伦法则指出:生活在寒冷地区的哺乳动物,其末端部位的尺寸及表面积较小,而生活在炎热地区的则较大。
大自然中能印证这一法则的例子比比皆是。
不管是地松鼠、老鼠、兔子还是其他任何哺乳动物,生活在寒冷或高山地区的,其四肢、耳朵、尾巴都要比生活在温暖的低地或沙漠的来得短小。
这一法则也帮助解释了为何超重或肥胖的人会经常产生热应激反应(heatstrain)并大汗淋漓。
肥胖人士因为他们的皮肤和皮下脂肪层变厚,导致体内热量从核心区流向体表的速度减慢,也就不太能通过辐射、对流或蒸发的方式将热量散发至环境中。
因此,毫不起眼的汗腺必须在人类演化史上占有一席之地。
没有众多汗腺分泌大量汗液为人类降温,我们将仍旧和我们的祖先一样浑身披着厚重的皮毛并过着和类人猿几乎无甚差异的生活,我们将永远不可能演化出高认知、高耗能的大脑,也永远不可能具备在炎热地区的酷暑天气下保持活跃和警惕的能力。
迄今未曾有人为汗液谱写过任何赞词或颂歌,但我们应该为其歌颂。
因为,正是这古老、朴实无华、平淡无奇的汗液成就了今天的人类。
[1]iher,直译为“在泡沫里”
。
—编者注
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