皮肤的重要作用：散热补充和颜色的原因

大型动物的身体布满了密集的血管，构成了一个封闭的循环系统，除了可以提供物质通道，还可以从身体深处带走多余的热量。

为了提高散热效率，散热介质的比热值越低越好。散热片都是金属，因为金属的比热值较低，可以迅速散发热量。血液的比热值也很低。在液体状态下，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），生理盐水的比热容为3.6×103J/（kg·℃），因为NaCl溶解在水中形成的水合离子限制了水分子的热运动，降低了比热容。哺乳动物的全血比热容也是3.6，散热效果明显要比纯水好，对于维持多细胞生物的内脏温度起到了重要作用。

许多动物都会利用血液的这一散热特征调节体温，这叫作非蒸发散热。比如南非卡拉哈里沙漠中有一种黄嘴犀鸟，它们的喙特别大，其中分布着密集的血管，如果环境温度过高，这些血管就会膨胀变粗，大量血液从身体内部流经表面，将体内的热量散发在空气中，而且不涉及水分的蒸发，从而提高了其在沙漠中生存下去的机会。猫和狗的脚掌都有一块厚厚的肉垫，其中也分布着大量血管，当气温升高时，肉垫中的血管同样会剧烈扩张，并通过和地面接触而带走大量热能。

正是由于红色血液的强大热调节能力，人类才脱去了满身毛发，露出了光洁的皮肤，用全新的姿态奔跑在地球上。

我们常常有一种错误的印象，以为许多四足行走的哺乳动物都是奔跑能手。其实不然，很少有哪种动物能经得起不间断的长途奔跑，即便是最能长跑的赛马，都有可能跑死在高强度的赛场上。哺乳动物出于保温的需要，身上都披着厚厚的毛发，而长途奔跑必然产生大量热量，如果不能及时散发，大脑就会受热崩溃，内脏功能同时陷于紊乱，最终会导致个体应激死亡，人类甚至专门为这种症状起了个名字：中暑。

如何正确处理散热问题，是生死攸关的事情，对于人类来说尤其重要。

我们熟知的奔跑健将都受到散热能力的制约。以速度著称的猎豹冲刺距离一般不会超过一百米；狮子更是连一百米都懒得跑，每次冲刺后都会大口喘气，剧烈收缩腹部，以尽快散发霎时冲动产生的巨大热量；狗可以伸出舌头大口喘气；猫的舌头不长，所以多在晚间凉爽时活动，或者与主人一道待在温度适宜的空调房里；为了追逐水草而长距离迁徙的角马也经常休息，一来为了吃草补充能量，二是为了更好地散热；北极熊在雪地上永远是慢腾腾地行走，因为它们的皮下脂肪太厚，毛发的保温性能太好，稍稍加大运动量就会中暑，甚至直接倒毙在冰天雪地之中——不是冻死的，而是热死的。

所以，除非遇到生命危险，大部分动物都不会狂奔不已。以耐力见长的狼则另当别论，狼跑步的方式很独特，主要以小碎步追击猎物，这种方式能量消耗极低，产生的热量也不多。事实上，狼正是利用了其他动物不能长距离奔跑的缺点。如果大家都能跑，所有的狼都会被活活饿死在草原上，没有谁会在乎它不急不慢的追杀。真正的长距离追杀都发生在北方寒冷的草原，积聚的热量将迅速消散在凛冽的北风中。

没有哪种动物能摆脱热量的约束，人类同样如此。

因为直立行走，人类进化出了一双大长腿，跨度远远超过了其他灵长类动物。又宽又硬的膝关节和强壮的肌腱都让其他猿类望尘莫及，这些设备没别的用处，就是为了跑步。此外，人类还有一个异常肥大的屁股，厚实的肌肉不但可以反复拉动大腿前进，同时还是有效的重心平衡工具。所有这些，都为长跑奠定了强大的基础，使人类的长跑能力在动物界中独占鳌头，甚至可以通过长途奔跑追杀猎物，因而成为人类学家眼里的“狩猎猿”。

长途奔跑必然产生大量的热量，所以提高散热能力成为人类的重要任务。正是出于散热的需要，人类开始脱去满身毛发，同时汗腺数量大大增加，主要目标只有一个：增加出汗，强化散热。

哺乳动物大多有三种出汗途径，即大汗腺、小汗腺和皮脂腺。大汗腺和皮脂腺都与毛囊相通，出汗时含油量大，会把毛发涂抹得油光可鉴，出汗太多时油脂太重，甚至会把毛发粘在一起，出汗效果并不理想。效果最好的是小汗腺，这些细细的管道密集分布在皮肤之下，直接开口向外，主要分泌盐与水分，同时带走大量热能。(www.xing528.com)

为了散发长途奔跑的巨大热量，人类的小汗腺数量远比其他哺乳动物的多。我们很少见到其他哺乳动物大汗淋漓，就是因为它们的汗腺数量实在太少。可以这么理解，其他哺乳动物的主要任务是保暖，只有人类把散热摆到了空前重要的位置，直至脱去了满身毛发。

皮肤一旦裸露，血液的热调节作用立即得到了放大，并成为重要的散热补充手段。很多人都有这样的体验，在太阳的暴晒下，裸露的皮肤都会迅速变红，那正是红色的血液在默默执行热调节功能。

血液散热的机制是这样的：体温升高时，皮下外周血管就会扩张，而血管扩张又导致外周血压下降，给心脏提供了一个明确的信号。于是心脏就会开足马力，以便供应足够多的血液，每分钟心脏输出的血量可以增至一倍以上，并在体内进行再分配，表皮血管内的血液总量比例大增，而内脏血流量则相应降低近一半。也就是说，大量血液会从身体内部流向体表，以此促进体内热量迅速散发。

从理论上说，血液是不是红色并不重要，只要能在身体内自由流动，就能起到良好的散热效果，但对于裸露的皮肤来说，红色却很关键，因为还有一种复杂的散热机制只有红色的血液才能胜任。

我们常常忽略这样一个事实：皮肤是整体的存在，而且比重不可忽视。以一个体重七十公斤的成年人为例，皮肤重量可达两公斤，展开面积接近两平方米，每分钟有四百五十毫升的血液流经表皮。在应激条件下，血液流量甚至可以猛增二十倍。［175］如此巨大的表面积，如此汹涌的血流量，必然与光线产生密切的作用，进而影响整个机体的温度，成为出汗之外最重要的生理散热途径。在所有颜色的血液中，尤以红色散热效果最为抢眼。

据估计，照射到皮肤上的光线平均有一半会被反射回去，另一半光线则会射入皮肤深处，此后不同光线有着不同的去向：紫外光主要被皮肤细胞中的蛋白质和DNA吸收，蓝光和绿光则被血细胞吸收，但血细胞不会吸收红光和红外光，而是将它们再次反射回来，那正是血液呈现红色的主要原因。被血液反射回来的红光很容易穿透皮肤，然后再次散失在空气中。也就是说，红色血液可以将阳光中的红光反射回去，从而降低体表温度。［176］

每个人都可以做一个简单的实验证实这个过程：先闭起眼睛，然后再对着太阳，首先你会感受到橘红色的光线，因为红色光线可以迅速穿透表皮细胞。再过几秒钟，眼前的色彩才会变成黄绿色，表明黄绿色光穿透皮肤的能力弱于红光。［177］

这两种光波穿透皮肤的能力差异意味着什么？意味着红色血液的散热能力最强。

试想一下，如果我们的血液是绿色的，就像植物的叶片那样，可以吸收大量红光，同时将绿光反射回来，似乎也能起到散热的效果。但不要忘了，绿光无法迅速穿透表皮，因而很难逃逸，最终大部分绿光中的热能都被锁在表皮细胞中，很容易对皮肤造成二次伤害。［178］也就是说，绿色的血液将会导致皮肤更热，而不是更凉爽，反倒是红色的血液，才能让我们感觉更凉爽。

正因为我们拥有红色的血液，可以快速穿透皮肤将红光反射回去，皮肤才被改造成良好的散热装置，赋予人类强大的散热能力。只要你在强光下行走，这种机制就会迅速发生作用。其他动物则很少享受到红色血液的散热福利，因为它们的皮肤上都覆盖着厚厚的毛发，它们的重要任务是保温，而不是散热。

红色的血液与裸露的皮肤不但为人类提供了强大的冷却系统，而且为人类提供了重要的社会化工具，最终成为促进三色视觉的最后一块砝码。