我们世界的许多方面,从动物王国中生物的体重到全球城市的 население,都遵循着一种有趣的数学模式。这条规则被称为齐普夫定律,它指出,当某物的尺寸翻倍时,该事物变得大约只有原来一半那么常见。研究人员想知道这条定律是否适用于人体。麦吉尔大学的生态学家伊恩·A·哈顿、独立研究员杰弗里·A·尚德和他们的同事们收集了关于人体细胞体积和频率的数据,并寻找这种模式。结果证明,这条定律是成立的。
哈顿说:“当你把细胞的体积翻倍时,这种尺寸的细胞的频率就会减半。”微小的、无核的红细胞是我们体内最常见的细胞,而相对巨大的手臂和腿部肌肉细胞则最为稀少。研究人员说,能够利用细胞的大小来估计其在体内的频率,可能有助于医生更好地了解某些身体系统和难以计数的细胞类型。例如,该研究表明,被称为淋巴细胞的免疫细胞比生物学家意识到的要常见得多。

致谢:妮卡·福特(插图)和珍·克里斯蒂安森(图表);伊恩·A·哈顿等人撰写的《人体细胞计数和尺寸分布》,刊登于《美国国家科学院院刊》第120卷;2023年9月(数据)
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人体中按细胞类别划分的细胞数量和总质量
(针对60公斤的女性体型计算。)这两条线显示了按数量(在体内的频率)以及它们在体内总生物量中所占比例的细胞等级。两者之间的差异源于最常见的细胞通常非常小,因此仅贡献少量生物量,而质量较大的细胞虽然相对不常见,但却构成了我们体重的大部分。总细胞质量不等于总体重,因为身体还包含大量的水。

致谢:珍·克里斯蒂安森;伊恩·A·哈顿等人撰写的《人体细胞计数和尺寸分布》,刊登于《美国国家科学院院刊》第120卷;2023年9月(数据)
身体系统的质量
(针对60公斤的女性体型计算。)人体中不同的系统占我们总生物量的不同比例。最大的系统,皮肤和脂肪组织,主要由皮肤和脂肪组成。

致谢:妮卡·福特(插图)和珍·克里斯蒂安森(图表);伊恩·A·哈顿等人撰写的《人体细胞计数和尺寸分布》,刊登于《美国国家科学院院刊》第120卷;2023年9月(数据)