环亚赌场网站,为什么怀孕是怀胎十月?原来与能量消耗有关

发稿时间:2020-01-11 12:58:03 来源:匿名

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环亚赌场网站,本文刊载于《三联生活周刊》2019年第25期生命八卦,原文标题《人体的耐力极限在哪里?》

文/袁越

“可持续”是个热门词,不但经常被用于环境问题的讨论,也被用于人体耐力极限的研究,科学术语称之为“最大可持续代谢能力”(susms)。换个通俗的说法就是:如果一个人不停地奔跑(或者从事其他体力活动),最终他所能维持的最大能量输出率到底是多少?

显然,这个问题的答案和每个人的身高、体重、性别等因素有关,因为这些因素使得每个人的基础代谢率(bmr)各有不同。科学界通常用bmr的倍数来描述susms,比如一名运动员在进行短时间剧烈运动时,他的susms有可能达到bmr的10倍之多。但即使是全球最顶尖的运动员也不可能长时间维持这样的高效输出,随着运动时间的推移,他的susms肯定会降下来。

那么,这个降幅有没有极限呢?这就是科学家们试图回答的问题。

这类研究的最大障碍就在于可供研究的志愿者不好找。普通人缺乏毅力,很难知道他们跑不动的时候究竟是达到了耐力极限还是因为意志力太差。职业运动员倒是不用担心意志力,可是他们的耐力极限到来得特别晚,一场普通的马拉松比赛都不够,必须是那种100公里以上的超级马拉松才行。骑车就更难了,只有环法那种级别的超长距离自行车比赛才有研究的价值。

美国杜克大学的赫尔曼·庞泽(herman pontzer)教授一直在寻找这种级别的耐力比赛,2015年美国举办的一项赛事让他欣喜若狂。这是一次横穿美国的长跑比赛,运动员从西海岸的洛杉矶出发,一直跑到东海岸的华盛顿,全长5000公里,每周平均要跑6个马拉松,连续跑20周才能跑完,完全符合庞泽的要求。

庞泽说服了其中的6名运动员,让他们饮用一种特殊的水,其中的氢原子和氧原子都被替换成了相应的无害同位素。然后研究人员收集了运动员的所有排泄物,测量其中的同位素含量,就可以知道那天运动员的能量消耗到底是多少。

之后,研究人员把运动员每天的susms值和时间轴做在一张图里,发现这条曲线很像大写的英语字母l,即刚开始运动时的代谢率非常高,然后迅速下降,20天左右出现拐点,此后的susms值便不再大幅度减少了,而是趋于平缓,几乎变成了一条水平线。研究人员根据这条曲线推导出了一个数学模型,算出了人体的耐力极限值:约为人体基础代谢率的2.5倍。

换句话说,如果一个人想要维持长时间高强度运动的话,那么他的每日最大能量消耗不能超过他的基础代谢率的2.5倍,否则就是不可持续的。

庞泽教授将研究结果写成论文,发表在2019年6月5日出版的《科学进展》(science advances)杂志上。文章认为,这个结果说明人类消化系统的工作效率是有极限的,达到这个最高限之后,无论他强迫自己多吃多少食物都没有用。此时他每天的消耗量只能和这个最高限持平,只有这样才能做到可持续,否则的话他就必须动用自身的能量储存(比如脂肪),而这显然是一种有限资源,不到万不得已是不能用的。

庞泽教授还顺带研究了孕妇的能量消耗,发现那条曲线和长跑运动员的非常相似,这说明孕妇怀孕期间的能量消耗非常大,堪比顶尖运动员。这个发现很有意义,因为它解释了为什么哺乳动物的怀胎时间是有限的。一旦达到了能量消耗的最高值,即使胎儿尚未发育成熟,也必须将其生下来,否则孕妇的消化系统就满足不了两个人的能量需求了。

众所周知,相对于体重来讲,人类孕妇的怀胎时间是哺乳动物里最长的,主要原因就在于人类的大脑发育太耗时间。同样的,人类的耐力也是哺乳动物中数一数二的,人类正是靠这个优势把猎物追死的。庞泽教授认为,这两个特征背后的生理机制是一样的,正是因为人类进化出了这一机制,才使得我们的大脑变得越来越大,捕猎能力也越来越强,最终称霸地球。

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