我們世界的許多方面,從動物王國中生物的體重到全球城市的 население,都遵循著一種有趣的數學模式。這條規則被稱為齊普夫定律,它指出,當某物的尺寸翻倍時,該事物變得大約只有原來一半那麼常見。研究人員想知道這條定律是否適用於人體。麥吉爾大學的生態學家伊恩·A·哈頓、獨立研究員傑弗裡·A·尚德和他們的同事們收集了關於人體細胞體積和頻率的資料,並尋找這種模式。結果證明,這條定律是成立的。
哈頓說:“當你把細胞的體積翻倍時,這種尺寸的細胞的頻率就會減半。”微小的、無核的紅細胞是我們體內最常見的細胞,而相對巨大的手臂和腿部肌肉細胞則最為稀少。研究人員說,能夠利用細胞的大小來估計其在體內的頻率,可能有助於醫生更好地瞭解某些身體系統和難以計數的細胞型別。例如,該研究表明,被稱為淋巴細胞的免疫細胞比生物學家意識到的要常見得多。
致謝:妮卡·福特(插圖)和珍·克里斯蒂安森(圖表);伊恩·A·哈頓等人撰寫的《人體細胞計數和尺寸分佈》,刊登於《美國國家科學院院刊》第120卷;2023年9月(資料)
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人體中按細胞類別劃分的細胞數量和總質量
(針對60公斤的女性體型計算。)這兩條線顯示了按數量(在體內的頻率)以及它們在體內總生物量中所佔比例的細胞等級。兩者之間的差異源於最常見的細胞通常非常小,因此僅貢獻少量生物量,而質量較大的細胞雖然相對不常見,但卻構成了我們體重的大部分。總細胞質量不等於總體重,因為身體還包含大量的水。
致謝:珍·克里斯蒂安森;伊恩·A·哈頓等人撰寫的《人體細胞計數和尺寸分佈》,刊登於《美國國家科學院院刊》第120卷;2023年9月(資料)
身體系統的質量
(針對60公斤的女性體型計算。)人體中不同的系統佔我們總生物量的不同比例。最大的系統,皮膚和脂肪組織,主要由皮膚和脂肪組成。
致謝:妮卡·福特(插圖)和珍·克里斯蒂安森(圖表);伊恩·A·哈頓等人撰寫的《人體細胞計數和尺寸分佈》,刊登於《美國國家科學院院刊》第120卷;2023年9月(資料)
