哺乳动物随着体型变大,心跳逐渐放慢,这是为什么?
比如,仓鼠的心跳是每分钟450次,猫是150次,猪是70次,大象是30次,鲸是20次。
原因可以这样理解,假定猫的体积是仓鼠的10倍,那么猫的新陈代谢率(它燃烧能量的强度)也应该是仓鼠的10倍,毕竟猫有10倍的细胞在消耗能量。
但是这不可能,如果真的这样,猫就会因为体温过高而死亡。因为新陈代谢会产生热量,需要散热,但是猫的表面积并没有仓鼠的10倍,必定有一部分热量无法散发出去,导致体温过高。
为什么猫的表面积没有仓鼠的10倍?
中学数学告诉我们,表面积增长的速度,慢于体积增长的速度。举例来说,如果球体的体积增长一倍,变成原来的两倍,表面积只是原来的1.59倍。
既然无法散发所有的热量,所以大型动物的新陈代谢必然慢于小型动物。相应的表现就是心跳放慢,降低新陈代谢的强度。
这就是为什么体型越大,心跳越慢。
动物学家还发现一个有趣的现象,哺乳动物不管体型大小,一生的总心跳大概在10亿次左右。
仓鼠的寿命是3年,猫是15年,猪是25年,大象是70年,鲸是80年。
结合它们的心率,不难算出,仓鼠一生的总心跳是7.1亿次,猫是11.8亿次,猪是9.2亿次,大象是11亿次,鲸是8.4亿次。
这些动物的总心跳都在10亿次左右。
奇怪的是,人类不符合这条规律。人每分钟心跳60次,平均寿命70年,总心跳是22.1亿次。
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