一隻普通老鼠的心跳快,還是一隻大象的心跳快呢?

現在讓我們來看看怎樣能從大家熟知的動物心跳率(新陳代謝指標)來測量動物這個生物系統的維數。例如：老鼠的心跳一分鐘約為 400~500 次，雞約為200次，狗約為100次，人類約為 70 次而大象則只有幾十次；動物愈大心跳愈慢。把這些動物的重量和其心跳率之關係畫在圖上，我們就得到圖一的結果。如果動物的重量為 W，其心跳率為 f，從不同動物的數據中我們可以得到 一個和上式類似的關係：

心跳率: f ~ (2)

其中b=-0.25。圖一中的直線就是這個關係。但要注意：圖一中的數據之意義和一般物理測量不一樣。例如上圖之這些數據是在互聯網上找來的 /1/，其中人類的體重為70Kg 心跳為每分鐘70次。可是大家都知道人的體重和心跳會因人而異。這個70Kg 和70次只是健康的人之統計結果。不同的統計當然會產生不同的結果，但大至上來說：大都同意這些數據都可以用式(2)來表示，只是b的值可能不是-0.25而是-0.27 或是-0.23等；和圖一的 –0.25差不了大遠。



(圖一)

圖一的數據來自不同物種。它們之間沒有直接的關連。能出現如圖一的關係，就算是統計的關係，確是令人感到驚訝。我們不能不考慮到在不同物種中都可能以類似的機制來控制心跳或是有更為根本的原因令到有這種關係出現。類似的現象也出現在植物系統中。例如植物的大小和其分佈密度的關係也有類似的關係。這樣的例子在生物系統中比比皆是。其他比較常見的例子如動物的攝食率和植物體內水之運輸速度等。這些量都與生物體的質量有如式(2)的指數關係。如果生命現象可以直接用物理定律來描述，b 就甚有可能是 (±)3n 或 (±)m/3 ; 但數據顯示: 大部分測量到的b都和圖一的結果相似；並非和3 或1/3有關而是比較接近(±)4n 或 (±)m/4。但要注意的是：不是所有的指數都和4 有關。這種出現在生物系統的尺度關係被稱為全尺度律 (allometric scaling) 。


死亡是生命的事實，事實證明，所有哺乳動物在死亡之前的心跳總數都可達到近十億次。老鼠死前的心跳接近十億次，但它的壽命只有八百五十天。而大象則有七十五年來分配如此之多的心跳數。人類是個例外，是唯一一種一生的心跳總數可達三十億次的哺乳動物

一隻普通老鼠的心跳快,還是一隻大象的心跳快呢?
要回答這問題你必須知何為表面面積與體積比(surface area to volume ratio)
如果當surface area 去除以volume時能得出一個十分大的數值如1000/2 = 500.即表示這生物有著大的表面面積,這也表示,它的表面面積大過身體體積很多,熱能的損失也大,所以要造多一點熱能去保充其損去的(損失是因 呼吸作用,對流作用,熱輻射(radiation)及conduction.)這個情況有如老鼠,造多一點熱能,表示新陳代謝率也快,即表示有著快的心跳率
如果當surface area 去除以volume時能得出一個十分小的數值如2/1000= 1/500.即表示這生物有著小的表面面積,但其體積卻是巨大的,這也表示,它的體積大過身體表面面積很多,熱能的損失相對(老鼠)是十分小的,所以要不用多一點熱能去保充其損去的.這個情況有如大象,造小一點熱能,表示新陳代謝率也慢,即表示有著慢的心跳率.
總結,小的生物,要有快的新陳代謝率去補充失去了的熱能,所以心跳快
大的生物,要有慢的新陳代謝率去確保熱能都以散失,所以心跳慢
大象不須要快的陳代謝率,相反地,它要有一對大耳朵來幫它去散熱的
希望你明白這個surface area to volume ratio的生物概念

2007-04-11 20:21:46 補充：
改正,應該是TOTAL surface area to volume ratio 才對

樓上的答案頗富創意性.冇錯,老鼠的心跳一定係快過大象的...
因為心跳和動物的身體大小成反比的.
好似大象同老鼠咁,老鼠每分鐘的心跳可達到9百次,而大象只有25次.
可見大象的心跳係慢過老鼠好多呢....


而人比老鼠大,比大象小,所以正常人的心跳大約係每分鐘70次.

希望解答到你啦

2007-04-11 13:22:35 補充：
二樓不要抄哂d資料就當係答案吧...^.^

當然係老鼠的心跳快啦,因為老鼠長期生活在恐懼中
當然是會形成心跳比較快啦,
心跳的快慢還會影響到壽命的長短
世界上壽命最長的亦是心跳最慢的動物
練氣功的人心跳都會比平常人慢很多,
所以壽命也比一般人長