汗！汗！汗！

又热又闷又湿， 出门两分钟，出汗俩小时， 一天天闷得我们的小脸儿通红通红。 但是，人类能够用“出汗”散热， 真的就偷着乐吧， 我们的“汗”起码还是真的汗， 自然界有太多太多动物， 它们的汗呢，是排泄物、 是呕吐物、是哈喇子...... 能靠小汗腺出汗降温， 几乎是老天爷给人类配的“独门秘术”， 今天就带你从根儿上好好了解一下 “粒粒皆辛苦”的—— 汗！ 1.首先，出汗真的能排毒吗？ 不能。或者说，只能排一丢丢。 两个数字： 仅靠出汗可以带走体内毒素占比—— 仅“万分之二”； 如果你有良好的运动习惯， 那么“排毒”效果会翻倍， 出汗竟能带走身体“万分之四”的毒素呢！ 美国研制出会出汗的机器人， 建造成本为50万美元， 用来测试人体对高温的承受能力。 冷却系统和碳纤维皮肤上的毛孔， 能让机器人像真人一样产生热量、 呼吸、出汗，甚至颤抖。 汗是无色透明液体，其中最最最主要的成分只是水分，占99%-99.5%，固体成分还不到1%； 固体成分中大部分为氯化钠（盐），还有乳酸、尿素氮及少量钾等；其中葡萄糖、蛋白质近乎为0，汗水呈酸性。 图源：中国天气网 人类出汗最最最主要的目的只是降温。而“解毒排毒一条龙服务”的绝对主力——是肝与肾； 如果指望完全依靠出汗去排毒，好比用玩具水枪去扑灭森林大火。 图源：中国天气网 闷热天气嫌出太多汗很烦？ 但看完其他动物的散热方式， 你一定会想—— 我的天，那我还是出汗吧！ 2.动物的“汗水”，快把我看吐了 蜜蜂是把“汗”yue出来的 昆虫没有汗腺，不能出汗。 而为了避免身体过热，蜜蜂会把胃里的东西吐出来，然后用前足将呕吐物涂抹于全身降温——也就是把“汗”yue了出来。 除此以外，还有专门负责“采水吐水”的蜜蜂，它们喝一肚子水，飞回蜂巢后这儿吐吐、那儿吐吐，给蜂巢降温。 图源：影片《人再囧途之泰囧》 专职“采水”的蜜蜂 鹳科和兀鹫是把“汗”拉出来的 鸟类没有汗腺，同样不能出汗。 有的鹳科和兀鹫会往自己的小细腿儿上排泄，以此为“汗”；那里血管丰富还没有羽毛，之后再加快腿部血液循环，也就有效降温了。 比如，非洲秃鹳会尿在自己腿上；鲸头鹳会拉在自己腿上。 不同鹳类“以尿为汗”示例， 依次为白颈鹳、彩鹳与非洲秃鹳， 尿汗产生的白色残留覆盖了它们的腿部。 图源：nature.com 肯尼亚一只白鹳， 腿部覆盖厚厚的白色排泄物。 图源：Wikipedia 而红头美洲鹫居然能在4个小时里排泄达40次！细水长流地给自己降温。 换作是人类，一泡尿憋4小时，分40次尿出，一点点尿到自己腿上……真的憋屈，我们还是乖乖出汗吧，蛮好。 立在太阳下的红头美洲鹫 即使是哺乳类，汗腺发达的也很少很少。 南澳大利亚的雄性海狗，它们需要盘踞在烈日下的岩石上，坚守地盘；如果下海游泳，虽然瞬间就凉快，但地盘也丢了，就没法与雌性海狗们交配了。 南印度洋阿姆斯特丹岛，正在晒太阳的海狗。 于是雄性海狗会往岩石上排尿，用尿液沾湿身体，借此降温，也保住地盘。 海狗、鹳以及兀鹫的这种“汗”，有个专业名词叫尿汗（urohidrosis）。 阿姆斯特丹岛，一对海狗母子在岩石上休憩。 袋鼠、猫、狗是把“汗”舔出来的 还是澳大利亚，在这块世界上最平坦、最干燥的大陆之上，白天酷暑难当，最热时地表能达70℃。 而该国特有的袋鼠为了对抗酷暑，除了寻找树荫躲避高温，还会用自己的口水给自己降温。 看这小胳膊被舔得是溜光水滑 袋鼠把自己的大哈喇子濡湿整个小臂，因为那里的血管网比较贴近皮肤表层，更适宜加速散热。 图源：纪录片《地球脉动》第二季 此外，袋鼠也能通过呼吸降温，就像狗一样。 狗在呼吸时会张大嘴，尽量把湿润的舌头伸到空气中，以增大散热面积，反复快速哈气，加速蒸发。 前面说到，昆虫没有汗腺，但有的昆虫仍会“渗出体液”降温，看起来仿佛是在“出汗”。 比如中、北美洲沙漠中的一种蝉（Diceroprocta apache），它们会不断摄取植物内部汁液，然后将汁液通过腹部和胸腔的毛孔排出体外，蒸发水分来降温。 北美洲沙漠中罕见的能“出汗”的蝉（Diceroprocta apache） 图源：Wikipedia 这种蝉孤注一掷，头铁到不行，专挑沙漠气温最高的中午鸣叫求偶，那时沙漠气温高达48℃，而蝉的体温超过45℃就有生命危险——“真·真爱险中求”。 最热的时候也是捕食者最少的时候，它们冒死“撩妹”、用生命去降温，成为酷暑的“逆行者”。 Diceroprocta apache体表的小孔 图源： NEIL F. HADLEY et al. / J. exp. Biol. (1989) 虽然汗出多了又粘又烦，但是请试想，如果人类不会出汗，那么三伏天早高峰的地铁里，会是这样！—— 满满一车厢的人只能靠呕吐、大小号、反复舔自己来降温！另一些人则要使劲吐着舌头快速呼吸，想想那画面，就知道我们能轻松出汗到底有多幸福。 3.我居然这么烫 但出汗真的强 人活着会产生很多热量，一个人一整天什么都不干，只是吃着零食刷着手机，其释放的热量—— 已经相当于60瓦灯泡亮一整天；体格壮硕的人则相当于一枚100瓦灯泡亮一天。 所以，人活一辈子，也是“亮”一辈子，《一代宗师》的经典台词诚不欺我，人类确实是真正的“长明灯” —— “凭一口气，点一盏灯，有灯就有人。” 图源：影片《一代宗师》 那么，“滚烫”的人生该如何散热呢？ 出汗！ 汽化每1克30℃的汗液， 就能带走2.4千焦热量！ 约相当于0.57千卡； 人体最大的出汗范围 可达1.5-2.5升/小时， 如果这些汗水全部被汽化， 则可带走1000-1700瓦所产生的热量， 够一个100瓦灯泡亮大半天了。 图源：影片《灯具》 （※人体在非炎热状态下也会出汗，这种不易察觉的非显性出汗，每天也有400-600毫升） 4. 人类才是生物界的“汗王之王” 能主要依靠“小汗腺”出汗散热， 这几乎是人类的独有技能。 每个人身上有200万-500万个汗腺，它们被分为大汗腺和小汗腺—— 图源：腾讯医典 全地球近80亿人口，如果我们同时蒸桑拿，那么每分钟会排出3200万升汗水，每秒533立方米，比黄果树瀑布的水量还要大！ （黄果树瀑布2023年入汛最大水量427立方米/秒）。 贵州黄果树瀑布 一些进化生物学家认为， 流汗是使人类主宰自然界的特质之一， 你出的那不止是汗， 更是人类制霸全球的血汗史。 3500万年前，人类祖先的汗腺不再局限于手部，而是遍布全身； 200万—300万年前，在人属的开始阶段，汗腺的密度急剧增加。 如果不出汗，人类就无法拥有活跃身体；如果不出汗，我们的祖先也不可能成为狩猎采集者。远古人类能靠跑步持续追赶，而把猎物活活累死，“汗水”功不可没。 坦桑尼亚的哈扎比人， 是世界上最后的、 完全靠狩猎采集生活的人群。 图源：Wikipedia 跟人相比，狗的汗腺很不发达，无法用于散热，它们主要靠呼吸降温； 还是跟人相比，猫的脚底的确也有小汗腺，除了能辅助散一点热，主要为了防止攀爬时打滑；相比之下，猫咪舔毛是更管用的散热方法。 动物感到紧张时，小汗腺会在脚底、 手掌分泌带咸味的液体， 为攀爬逃跑提供摩擦力。 （人类也保留了这种特性） 再跟近亲比一比，高下立判： 人类的小汗腺密度是黑猩猩的10倍。 其实即便是灵长类，也不擅长通过流汗来降温，它们毛发过多，主要靠呼吸降温。 虽然，所有的哺乳动物都有小汗腺，但除了人以外，所有哺乳动物小汗腺分泌的汗液，根本不足以良好降温，而是用于提供抓力。 只有人的小汗腺，几乎是所用动物中最最发达的。 一头成年雄性倭黑猩猩 你可能会疑问， 马也会大量出汗呀， 成语也有“汗马功劳”呢， 为什么还说“出汗”降温 几乎是人类独门绝技？ 赤峰草原上奔腾的马匹 马的确也能主要依靠出汗降温，但并非像人类一样依靠小汗腺，而是通过蒸发大汗腺分泌的汗液降温，这跟人有着显著不同—— 人类大汗腺的作用，可不是负责散热的，大汗腺通常与化学信息、汗味以及性选择相关；说白了，两个人所谓的“臭味相投”，都是大汗腺的功劳。 所以，“汗马功劳”这个成语是说得通的， 毕竟，马的全身分布着丰富汗腺， 的确会大汗淋漓。 那么“汗牛充栋”呢？ 牛也会像马一样出很多汗吗？ 牛的汗腺并不发达，仅在趾间的皮肤，以及口、鼻处有较多汗腺分布。 此外，以奶牛为例， 相同皮肤面积的平均出汗量， 人类会是奶牛的12倍， 牛的出汗降温能力简直弱爆。 如果一头牛说自己很善于出汗， 那么它真的是在“吹牛皮”。 除了我们的成语，在英语中，也会用“像猪一样流汗”（sweating like a pig）来表示“大汗淋漓”； 而事实上，猪的汗腺也不发达，猪更偏向于跑入泥浆里打滚降温。 5.人类到底有多么耐高温呢？ 我们90%的热量能够由皮肤散出。 气温高到35℃时，心跳、血液循环加快，皮肤表层的血管也扩张以增加散热效果； 38℃时，散热系统全面启动，人类降温的神技被“开闸放水”——汗腺大量排汗； 然而“功夫再高，也怕菜刀”—— 汗水散热能力再强悍，也有极限，当外界气温超40℃，人体所有散热系统全力开动，也无法排出积蓄的热量；长时间在这种环境中，散热系统就会被压垮。 这时，出汗将停止，身体变烫，人开始昏迷，失去知觉，这就是中暑。 此外，在高温又伴随高湿的环境中，尽管人体排了很多汗，但汗水无法在皮肤上风干，也就无法带走热量。 比如，人体能在71℃环境中坚持1小时；但在极端潮湿情况下，只能在60℃的环境中忍受10分钟。 图源：中国天气网 相反，如果是在干燥空气中， 人体的耐热能力便大幅增强： 82℃时， 能坚持49分钟； 93℃时， 能坚持33分钟； 104℃时，能坚持26分钟； 人体能承受的极限温度为116℃！ 一般而言，人类能够长时间生存的最高气温为42.3℃。人体能承受的高温极限并没有确定值，会受环境湿度和人体自身条件影响。 1955年，人们还相信蒸桑拿可以燃脂； 干蒸的室温可达80-85℃， 湿蒸只能控制在45-60℃左右； 桑拿起源于芬兰，该国人口仅500万， 桑拿房却有300万。 人类通过出汗降温的技能世间罕有， 耐热属性也非常强悍； 然而如果单论耐热属性， 下面这些不出汗的小东西 才是真正的“大佬”。 6.炎热抗性点满的大佬们 真·热锅上的蚂蚁 撒哈拉沙漠的二色箭蚁（Cataglyphis bicolor），为已知最耐热动物之一，其体温可以维持在50℃左右且依然行动如箭（主要不“箭”也不行，慢一点会被热死）。 高昂着腹部、处于高度戒备状态下的二色箭蚁 图源：比较生理学杂志A辑 沙漠地表超过70℃，它们通过“大长腿”的高速移动，边降温，边减少与酷暑硬刚。 它们会尽可能迅速地找到被热死的其他昆虫，再依靠异常强大的“导航”系统，以最近距离带回蚁穴，否则它们自己也面临被热死在外面的风险。 二色箭蚁 图源：Wikipedia 除了二色箭蚁，撒哈拉沙漠至少还有4种箭蚁属（Cataglyphis）的“难兄难弟”，它们才是真正的、热锅上的蚂蚁。 与二色箭蚁同为箭蚁属的撒哈拉银蚁(Cataglyphis bombycina) 撒哈拉银蚁是蚂蚁中的“快银”， 也是已知跑得最快的蚂蚁。 在450℃水温中“生活”的虾 能笑傲火锅吗？ 在加勒比海域，2300-4900米以下的海底热液口附近，这里海水温度高达450℃，但在如此滚烫的水域中，居然密密麻麻地生活着一种“耐热虾”（Rimicaris hybisae）。 理论上，蛋白质在70℃左右就会变性，这种虾跟别的虾一样，也是“肉长的”，怎么就能逆天存活呢？ 倘若真的如此，那么在沸腾翻滚的火锅之中，“耐热虾”岂不是能够自由徜徉了？？ 当然不能。 热液区附近某些地方， 每平方米约聚集2000只“耐热虾”，密密麻麻。 图源：NASA “耐热虾”身上具备光传感神经，根据红外线可感知水温，而且有时只需挪动几厘米，水温已是天壤之别； 而“耐热虾”生活的水温并未超过40℃；此外，它们可以短暂穿越100℃以上高温区，一生都在比热油还烫（450℃）的“深海大油锅”中，与高温赛跑。 图源：NASA “即使地球毁灭，我还在。” 压轴出场的是耐热领域最强者—— 水熊虫， 它也是已知地球上的最强生物。 电子显微镜下的水熊虫 无论高温150℃，还是-200℃都能存活；冷冻30年后依然成功复苏；既抗真空又抗高压（马里亚纳海沟水压的6倍也无法将它们压扁）；既抗强酸又抗强碱；顺便还抗了微波再抗辐射（自身具备一种名叫“Dsup”的损伤抑制蛋白）； “水熊虫”并不是一个物种，而是由1000多个物种组成的缓步动物门（Tardigrades）统称； 它们虽然名字叫“虫”，却是真正的世界级“Bug”。 而且，“大隐隐于市”，这么强的生物，其实就在我们身边，尤其喜欢在某块湿润苔藓里活动。 培养皿中的水熊虫 【参考文献】 [1] 《汗水的快乐：奇妙的汗水科学》中译出版社 作者：萨拉•埃弗茨（Sarah Everts）；译者：刘辉 [2] 《人体所能承受的高温极限》中国科学报 2013年8月23日 第11版 [3] 《将出汗作为散热的热效应器》临床神经病学手册 2018年 第156卷 第211-232页 [4] 《动物也会出汗吗?》 科学大众 2013年7-8月刊 [5] 《蜜蜂分工严密 蜜蜂“吐水”为蜂巢降温》 新华网 2016年07月26日 [6] 《天赐人类的“冷却剂”》——排汗 生命世界 2008 [7] 《8种生活在极端环境中的动物》 大英百科全书官网 作者：唐·沃恩（Don Vaughan） [8] 《解码 | 人体能承受多少热量》 今日印度 2021年7月3日 [9] 《高温与寒潮》气象出版社 作者：宋中玲 高文静 [10] 《“秋老虎”该怎么对付》 人民网 2016年8月29日 [11] 《与水熊虫“合体”，人类就能抵御太空辐射？》 中国科技网 2019年12月12日 [12] 《极端环境中的虾可能藏着外星生命的线索》NASA官网 2014年11月21日 本文创作团队 编辑：Jubei 设计：巍巍