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人體的故事:進化、健康與疾病

人體的故事

進化、健康與疾病

丹尼爾·利伯曼

哈佛大學人類進化生物學教授

人類進化生物學系主任

序言

如果我們對過去和現在糾纏不休,

那麼我們就會發現, 我們喪失了未來。

——溫斯頓·邱吉爾

你聽說過2012 年在佛羅里達州坦帕市舉行的共和黨全國代表大會上上演花絮的“神秘猴子”嗎?那是一隻出逃的獼猴, 當時已經在這座城市的街頭生活了三年多, 它從垃圾箱或垃圾桶裡搜撿食物, 會躲避汽車, 並且聰明地避開了野生動物保護機構官員的抓捕, 使他們無可奈何。 這只猴子成了當地的傳奇。 當時, 因為有大批政客和記者在那裡參加會議, 所以這只“神秘猴子”一下子就在國際上出了名。

政客們很快就開始借猴子的故事為契機來推廣他們的政見。 古典自由主義者和自由主義者都對這只不斷逃避抓捕的猴子表示了讚賞, 認為它象徵著自由的本能,

象徵著人類以及猴子對自由受到不公正侵犯的反抗。 保守派將多年來抓捕猴子的失敗努力解釋為象徵著無能浪費的政府。 記者則大篇幅地講述著這只神秘猴子及其追捕者的故事, 以此來隱喻正在城市裡其他地方上演的政治大戲。 而大多數人只是想知道這只獼猴在佛羅里達州的郊區幹了些什麼, 它顯然不屬於這個地方。

作為一個生物學家和人類學家, 我是從另一個不同的角度來看“神秘猴子”和它引發的系列反應的, 它們象徵著人類對自己在自然界地位的看法, 這種看法自相矛盾, 表現出在進化方面的天真無知。 從表面上看, 這只猴子集中反映了一些動物在它們最初不適應的環境中如何良好地生存下來。

獼猴從亞洲南部進化而來, 在那裡, 它們擁有的採集不同食物的能力使它們能夠在草原、林地甚至山區定居下來。 它們在村莊、城鎮和城市中也能繁衍得很好, 獼猴還是常用的實驗室動物。 考慮到這一點, “神秘猴子”能在坦帕市的垃圾堆裡生活下來, 也就談不上什麼驚人的才能了。 然而, 人們一般認為, 自由自在的獼猴不屬於佛羅里達州內的城市, 這顯示了我們是多麼不擅長把同樣的邏輯用於自身。 從進化的角度來看, 猴子出現在坦帕市, 與絕大多數人出現並生活在城市、郊區和其他現代環境中相比, 並沒有多麼離譜。

我們和“神秘猴子”一樣, 都遠離了最初生活的自然環境。 在600 多代人以前, 任何地方的人類都是狩獵採集者。

在相對較近的年代之前——在進化歷史中只是一眨眼的時間, 我們的祖先都生活在不足50 人的小群體中。 他們定期從一個營地轉移到下一個營地, 以採集植物、狩獵、打魚為生。 即使在大約10 000 年前農業出現後, 大多數農民仍然住在小村莊裡, 每天辛苦勞作, 以生產出足夠的糧食, 他們從未想像過如今在佛羅里達州坦帕市這類地方出現的司空見慣的景象:汽車、廁所、空調、手機以及大量經過高度加工、富含熱量的食物。

我很遺憾地報告一下, “神秘猴子”最終於2012 年10 月被抓獲, 但絕大多數現代人類仍然像曾經的“神秘猴子”一樣, 生活在他們最初並不適應的環境中, 對此我們是否有必要擔心?在許多方面,

這個問題的答案都是“幾乎不用”, 因為21 世紀初的生活對普通人來說還是相當不錯的。 總體來看, 人類這個物種相當繁盛, 這在很大程度上歸功於最近幾代人取得的社會、醫療和技術方面的進步。 如今地球上的人口超過了70 億, 其中很大比例的人以及他們的子女、孫輩, 都有望活到70 歲以上。 即使普遍存在貧窮問題的國家和地區也取得了長足的進步:印度人的平均期望壽命在20 世紀70 年代不到50 歲, 但今天已經超過了65 歲。 數十億人比他們的祖輩活得更久、長得更高, 並且能享受到比過去大多數國王和王后更舒適的生活。

儘管情況已然相當不錯, 但還可以更好, 因為我們有充分的理由擔心人類的未來。 除了氣候變化造成的潛在威脅, 我們還面臨著人口激增以及疾病流行方式轉變的挑戰。隨著長壽者越來越多,因感染或食物不足所致疾病而英年早逝者越來越少,患慢性非感染性疾病的中老年人卻呈現指數式增長。而這些疾病過去很罕見,或者根本不為人所知。富裕帶來的並不全都是好事,美國、英國等發達國家的成年人多數超重,健康狀況不佳,而兒童肥胖症的患病率在全球範圍內也在飆升,這預示著未來幾十年將有數十億不健康的胖子。

與健康狀況不佳和體重超重伴隨出現的是心臟病、中風、各種癌症以及許多代價高昂的慢性疾病,如2 型糖尿病和骨質疏鬆。工作生活能力喪失的原因也在發生著令人不安的改變,因為全世界有更多的人患有過敏、哮喘、近視、失眠、扁平足以及其他問題。簡單來說就是,人們的死亡率降低了,但是疾病的發生率卻升高了,健康狀況出現了下降。在某種程度上,這種轉變發生的原因在於年輕時死於傳染病的人減少了,但我們千萬不要把老年人中較為常見的疾病與年齡自然增長引起的疾病相混淆。每個年齡段的發病率和死亡率都受到生活方式的顯著影響。在45~79 歲的男性和女性中,積極參加體力活動、攝入大量水果和蔬菜、不吸煙、飲酒適度的人,在某一年份的平均死亡風險僅為生活習慣不健康者的1/4。

慢性疾病的發生率如此之高,不僅預示著患者病痛的增加,同時也意味著巨額的醫療費用。在美國,每人每年花在醫療保健上的費用超過8 000 美元,占國民生產總值的近18%。這筆錢中有很大比例是用於治療可以預防的疾病,如2 型糖尿病和心臟病。其他國家在醫療保健上的開支較少,但隨著慢性疾病的增加,相關費用金額也都在以令人擔憂的速度上升,例如,法國現在的醫療費用占其國民生產總值的約12%。隨著中國、印度和其他發展中國家富裕起來,他們又將如何應對這些疾病及其費用呢?顯然,我們需要降低醫療費用,並為數十億現在和將來的病人開發廉價的新療法。但如果我們能夠事先預防這些疾病豈不是更好嗎?又要怎麼預防呢?

這裡我們需要回顧一下“神秘猴子”的故事。如果人們認為有必要把猴子從坦帕市郊清除出去,因為它並不屬於那裡,那麼也許我們也應該讓猴子過去的鄰居——人類,回到生物學上更正常的自然狀態。即使人類像獼猴一樣,可以在許多不同的環境中生存和繁衍,包括郊區和實驗室,但是如果我們改吃那些自己所適應的食物,並且像我們的祖先那樣鍛煉,那麼我們豈不是能擁有更健康的身體?進化主要是使人類適應了狩獵採集者的生存和繁殖方式,而不是農民、工人、辦公室白領的生存方式,這一邏輯鼓舞著日益興起的現代洞穴人運動。有人希望通過這種方式追求健康的生活,他們認為,如果像石器時代的祖先那樣飲食和運動,就會變得更加健康和幸福。我們可以從採用“原始人飲食法”開始,食用大量的肉(當然是用草餵養的動物)、堅果、水果、種子、多葉植物,拒絕所有用糖和簡單澱粉加工的食物。

如果你是真的在認真實踐這種飲食方法,還要在食譜中加上蟲子,而且從不吃穀物、乳製品和任何油炸食物。你也可以在日常生活中融入更多舊石器時代的人類活動。每天赤足步行或奔跑10 公里、爬幾棵樹、在公園裡追逐松鼠、扔石頭、不坐椅子,還要睡在石板上,而不是睡在床墊上。為了公平起見,原始生活方式的宣導者並不提倡人們辭掉工作,遷居到卡拉哈裡沙漠,並放棄所有現代生活中最佳的便利設施,如廁所、汽車和互聯網( 要發博客把石器時代的生活體驗分享給其他有同樣想法的人,網路是必不可少的)。

現代洞穴人運動宣導者主要是建議人們思考一下如何使用自己的身體,尤其是吃什麼和怎麼鍛煉。但這是否正確呢?如果越接近舊石器時代的生活方式明顯越健康,那為什麼沒有更多的人那樣生活?那種生活方式有什麼缺點?哪些食物和活動是我們應該放棄或採用的?很明顯,人類不怎麼適應食用太多垃圾食品,並整天坐在椅子上,但我們的祖先也沒有被進化適應於吃馴化的植物和動物、看書、使用抗生素、喝咖啡、在有玻璃碎屑的街道上赤足奔跑。

上述問題其實都預設了一個根本問題的答案,這個問題正是本書的核心:人體適應於什麼?

繼《槍炮、病菌與鋼鐵》

和《人類簡史》之後

又一本講述人類進化史的有趣著作!

著名人類進化學家

哈佛大學人類進化生物學教授

丹尼爾•利伯曼

重磅新書

《人體的故事:進化、健康與疾病》

The Story of the Human Body:

Evolution,Health,and Disease

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這是一個極具挑戰性的問題,它需要從多個方面來解答,其中之一就是探索人體進化的故事。我們的身體是如何進化成現在這樣的,為什麼會這樣進化?我們進化適應於吃什麼食物?我們進化適應於從事什麼活動?我們為什麼要有很大的腦容量、少量的毛髮、拱形的足弓以及其他一些明顯特徵?我們將會看到,這些問題的答案非常令人著迷,經常是假設性的,有時甚至有悖常理。然而,我們的第一要務是要考慮“適應”意味著什麼,這是一個更深刻、更棘手的問題。坦白地說,適應的概念難以定義和明確使用,這是眾所周知的。因為我們進化適應於吃某些食物或從事某些活動,並不意味著它們對我們有好處,或沒有其他更好的食物和活動了。因此,在我們講述人體進化史之前,讓我們先思考一下適應的概念是如何從自然選擇理論中衍生出來的,這個術語的實際含義是什麼,以及適應可能與我們今天的身體有什麼關係。

自然選擇是如何起作用的

進化和性一樣,是一個爭議性話題,在兩派人中會引起同樣強烈的反應,一派是從事專業研究的人士,另一派則是那些認為進化是一種危險的錯誤理論,不應該把它教給孩子們的人。不過,儘管進化是個充滿爭議的話題,並且許多人對它表現出了充滿激情的無知,但對進化的確存在這一點不應該有爭議。進化就是隨著時間而發生變化。即使是鐵杆的神創論者也認識到,地球及其物種並不是一成不變的。當達爾文於1859 年發表《物種起源》時,科學家們已經意識到,一些充斥著貝殼和海洋生物化石的海底地質層,不知通過何種方式被推擠進入了山區高地。猛獁象和其他已滅絕的生物化石證明,這個世界發生過滄海桑田的變化。達爾文理論的激進之處在於,它驚人地全面解釋了進化如何通過自然選擇發生,而不需要任何有意識的行為。

自然選擇是一個非常簡單的過程,本質上是三種常見現象的結果。第一種是變異:每個個體都不同於其物種中的其他成員。一個人的家人、鄰居以及其他陌生人,在體重、腿長、鼻子形狀、個性等方面都有很大不同。第二種現象是遺傳可能性:每個人群所表現出來的一些變異可以遺傳,因為父母會把他們的基因傳給後代。身高的遺傳度高於性格,而講哪種語言則根本沒有遺傳基礎。

第三種現象是繁殖成功率差異:所有生物,包括人類,所產生的具有自我生存繁殖能力的後代數量都是不同的。繁殖成功率的差異往往看起來很小,無足輕重(我兄弟比我多生一個孩子),但當個體必須為生存和繁殖而拼搏和競爭時,這些差異可能是巨大且重要的。每到冬季,我家附近的松鼠大約有30%~40%會死亡,人類在大饑荒和大瘟疫時的死亡比例與此相似。黑死病在1348 年至1350 年間造成至少1/3 的歐洲人死亡。

如果你認同變異、遺傳、繁殖成功率差異的存在,那麼你就必然接受自然選擇的存在,因為這些現象組合起來的必然結果就是自然選擇。無論你是否喜歡,自然選擇都會發生。用比較正式的話來說,即只要具有可遺傳變異的個體,相比族群中的其他個體,產生的存活後代數不同,即後代的相對適合度不同,那麼自然選擇就會發生。自然選擇最常見於個體遺傳了罕見的有害變異,如血友病,損害個體的生存和繁殖能力時,其作用也最強烈。這種性狀不太可能會傳遞給下一代,從而使此類個體在族群中減少或消失。這種過濾被稱為負選擇,它往往會導致族群在一段時間內缺乏變化,維持現狀。不過,當個體偶然繼承了一種適應,這種可遺傳的新特徵能説明其比其他競爭者生存和繁殖得更好,那麼正選擇偶爾也會發生。適應性特徵本質上傾向於發生頻率一代比一代高,從而導致隨時間而發生變化。

從表面上看,適應似乎是一個直截了當的概念,它應該能同樣直截了當地適用於人類、“神秘猴子”以及其他生物。如果一個物種經過進化而來,並且被認為“適應”於某種特定的飲食或棲息地,那麼這一物種的成員食用那些特定的食物、生活在那種特定的環境下,應該是最成功的。例如,我們不難接受獅子適應於非洲大草原,而不是溫帶森林、荒島或動物園這一事實。按照同樣的邏輯,如果獅子適應於非洲的塞倫蓋蒂大草原,並因此最適合那裡,那麼難道人類不是適應於狩獵採集生活,並因此最適合那種生活嗎?基於很多原因,答案是“未必”,對這種情況的原因和過程加以思考,對於理解人體進化的歷程與現在和未來的關係有著深遠的影響。

棘手的進化適應概念

人類的身體帶有上千種明顯的適應。汗腺幫助你散熱,大腦幫助你思考,腸道的酶幫助你消化。這些屬性就是適應,因為它們繼承的有用特徵,是由自然選擇塑造,並能促進個體生存和繁殖的。你往往對這些適應習以為常,但只有在它們的功能不能正常發揮時,它們的價值才會讓人明顯地感受到。例如,你可能會認為耳垢是一種令人討厭的廢物,但這些分泌物實際上是有益的,因為它們有助於預防耳部感染。然而,並不是我們所有的身體特徵都是適應的結果,並且許多適應的作用方式是有悖常理或不可預知的,我想不出酒窩、鼻毛,還有打哈欠的行為有什麼用處。要瞭解我們適應於什麼,就要求我們能夠識別哪些是真正的適應,並解釋它們的意義。但是,這些總是說起來容易做起來難。

第一個問題是要識別哪些特徵是適應,以及它們為什麼是適應。人體的基因組是由大約30 億個堿基對組成的序列,這些分子編碼了兩萬多個基因。每一刻,人體內都有數千個細胞在複製著這數十億個堿基對,每次都達到了幾乎完美的準確度。按邏輯,我們可以認為這數十億行編碼都是重要的適應,但事實上,基因組中有將近1/3 沒有明顯的功能,但這些編碼仍然存在,因為它們在億萬年間不知為什麼加入了進來或丟失了功能。人體的表型,比如眼睛的顏色或闌尾的大小,也充滿了過去曾經有用但現在不再起作用的特徵,或者僅僅是人體發育過程中的附加產物。智齒(如果你還有智齒的話)存在是因為人體遺傳了它們,但它們對人們的生存和繁殖能力的影響微乎其微,不會超過人們可能擁有的類似其他特徵,比如雙關節拇指、附著在臉頰皮膚上的下耳垂以及男性乳頭。因此假定所有特徵都是適應是不正確的。此外,儘管給每個特徵的進化適應價值編造一個假設的故事並不難,舉一個荒謬的例子來說,鼻子是為了戴眼鏡而進化出來的,但是嚴謹的科學需要驗證某種特徵是否確實是適應。

雖然進化適應不像人們可能設想的那麼廣泛而易於識別,但它們確實大量存在於人體中。然而,真正使得適應具有進化適應價值,即提高個體的生存和繁殖能力,往往取決於環境。事實上,這種認識是達爾文從他那次著名的搭乘貝格爾號的環球旅行中獲得的重要見解之一。達爾文回到倫敦後推測,加拉帕戈斯群島上的地雀擁有不同形狀的喙,是由於它們吃不同的食物形成的適應。在雨季,較細長的喙能幫助地雀吃到它們喜歡的食物,如仙人掌果和蜱蟲,但在乾旱期,較粗短的喙能幫助它們吃到不太理想的食物,如較堅硬且營養也不太豐富的種子。喙形可通過基因遺傳,並且會在種群內發生變異,因此加拉帕戈斯群島上的地雀的喙形會受到自然選擇的作用。

由於每個季節和每年的雨季有波動,喙較長的地雀在旱季繁殖的後代相對較少,而喙較短的地雀在雨季繁殖的後代相對較少,這就導致長短喙的比例發生了變化。同樣的過程也適用於其他物種,包括人類。人類的很多變異——如身高、鼻子形狀、消化牛奶等食物的能力——都是可遺傳的,並因特定的環境條件而在某些人群中發生進化。例如,白皙的皮膚不能抵禦曬傷,但是對紫外線輻射水準低的冬季、溫帶地區居住者來說,這種適應可以幫助皮膚表面下方的細胞合成足夠的維生素D。

如果適應依賴於環境條件,那麼何種條件最重要呢?關於這一點,追溯前因後果可能使問題變得更加複雜。因為根據定義,適應是指能幫助個體比本族群中其他個體擁有更多後代的特徵,所以當個體擁有的存活後代數最有可能發生變化時,適應的自然選擇作用就會最強大。籠統地講,當環境艱難時,適應進化最強烈。舉例來說,人類的祖先在大約600 萬年前主要吃的是水果,但這並不意味著他們的牙齒只是適應於咀嚼無花果和葡萄。如果罕見但嚴重的乾旱使水果稀缺,而由於較粗大的臼齒有助於咀嚼其他非首選食物,如堅韌的葉、莖、根類,那麼擁有這種臼齒的個體就會有很強的選擇優勢。同樣的道理,對蛋糕和芝士漢堡這些高熱量食物的喜愛和存儲多餘熱量的傾向近乎普遍,在今天食物無比豐富的情況下,這種傾向並不利於進化適應,但在過去食物稀缺且熱量較低的情況下,貪戀高熱量食物這種傾向肯定非常具有優勢。

適應也是有代價的,代價會抵消它們帶來的好處。如同我們每次做某些事情時,就不能同時做其他事情。此外,隨著條件不可避免地發生變化,變異的相對代價和好處也會不可避免地跟隨條件而變化。在加拉帕戈斯群島上的地雀中,粗喙不便於吃仙人掌果,細喙不便於吃堅硬的種子,不粗不細的喙吃這兩種食物都不方便。在人類身上,短腿有利於在寒冷氣候下保存熱量,但不利於長距離高效行走或奔跑。妥協的一個後果是,自然選擇很少會達到完美或根本不會達到完美,因為環境總是在不斷發生變化。隨著降雨、溫度、食物、獵食者、獵物和其他因素每季、每年以及在更長時間跨度內發生著大小幅度不同的變化,每種特徵的進化適應價值也會改變。因此,每個個體的適應都是不完美的產品,來自一系列連續不斷變化著的妥協。自然選擇不斷推動生物向著最優進化,但最優幾乎總是不可能達到的。

完美可能達不到,但進化會把身體內的適應積累起來,就像你可能會積累新的廚房用具、書籍或衣物一樣,這樣身體就能在各種不同環境中發揮相當不錯的功能。人類的身體是由一堆雜亂的適應組成的,這些適應經過了數百萬年的積累。這種大雜燴式的效果好比一份重寫手稿。像重寫手稿一樣,身體含有多個相關的適應,它們有時會互相衝突,另一些時候又會互相配合,幫助身體在各種不同的環境條件下有效地發揮功能。以飲食為例,人的牙齒極其適合咀嚼水果,因為我們是從主要吃水果的猿類進化而來的,但我們的牙齒非常不利於咀嚼生肉,尤其是難嚼的野味。後來,人們又進化出了其他適應,例如把石頭製成工具的能力、烹煮的能力,等等,有了這些能力,我們就能咀嚼肉類、椰子、蕁麻以及其他任何無毒的東西。不過,多種相互作用的適應有時也會導致互相制約。如後續的章節將探討的那樣,人類進化出直立行走和奔跑適應,但這些適應限制了我們快速衝刺和敏捷攀爬的能力。

必須指出的最後也是最重要的一點,關於適應:沒有一種生物的進化適應是為了健康、長壽、幸福或者達到生物努力想要實現的許多其他目標。提醒一下,適應是自然選擇形成的、促進相對繁殖成功率(適合度)的一種特徵。因此,適應經過進化後能促進健康、長壽和幸福,是僅限於這些屬性能使個體產生更多存活後代的情況下。回到較早的主題,人類經過進化後容易肥胖,不是因為過多的脂肪能促進我們身體健康,而是因為脂肪有利於提升生育能力。同樣,我們這個物種容易擔心、焦慮和產生壓力,這會帶來痛苦和不快,但這些都是古老的適應,可以幫助我們的祖先避免危險或應對危險。我們不但進化出了合作、創新、交流和培養後代的能力,還進化出了欺騙、偷竊、撒謊或謀殺的能力。底線在於,人類的許多適應進化出來並不一定是為了促進身體或精神上的健康幸福。

總而言之,試圖回答“人類適應於什麼”這個問題,雖然簡單,卻不切實際。一方面,最根本的答案是,人類適應的事情就是:擁有盡可能多的子女、孫輩和曾孫輩!另一方面,我們的身體實際上如何把自己傳給下一代完全不是一件簡單的事。由於複雜的人類進化史,因此人體並不是適應于任何單一的飲食、棲息地、社會環境和運動方法。從進化的角度看,最佳健康狀態是不存在的。因此,人類與我們的朋友“神秘猴子”一樣,不但能在新的環境中生存下來,有時甚至還能蓬勃發展,如佛羅里達州郊區。

如果進化沒有提供易於遵循的指南來讓我們優化健康或預防疾病,那麼為什麼沒有一個對自己健康幸福感興趣的人來想想人類進化過程中發生了什麼?猿類、尼安德特人、新石器時代早期的農民,這些跟人們的身體有什麼關係?我能想到兩個非常重要的答案,其中一個涉及進化的過去,另一個涉及進化的現在和未來。

為什麼人類進化史很重要

未來。每個人以及每個人的身體都是有故事的。你的身體實際上不止有一個故事。其中一個是關於你人生的故事,那是你的自傳:你的父母是誰?他們如何相遇?你在哪裡長大?生活的變遷如何塑造你的身體?另一個故事是關於進化的:數百萬年間一長串事件使你的祖先的身體一代代發生著改變,以至於你的身體不同於直立人、魚和果蠅。這兩個故事都值得瞭解,並且它們擁有某些共同的元素:人物(包括假定的英雄和壞蛋)、環境、偶然事件、勝利和苦難。這兩個故事也都可以用科學的方法來分析,用假說來表達,這些假說部分還可以被質疑和否認。

人體進化史是個有趣的故事。其最寶貴的教訓之一是,人類不是一種必然會出現的物種:如果在不同的環境下,哪怕環境因素稍有不同,我們就會成為完全不同的生物,甚至我們完全有可能根本不存在。然而,對許多人來說,講述並驗證人體故事的主要原因是揭示為什麼我們會以現在的方式生活。我們為什麼要有很大的腦容量、長腿、明顯可見的肚臍以及其他特徵?為什麼我們只用兩條腿走路,為什麼我們會用語言交流?為什麼我們有這麼多合作?為什麼我們會烹煮食物?思考人體進化方式的一個迫切而實用的理由是,為了評估我們適應於什麼、不適應於什麼,從而瞭解我們患病的原因。進一步說,即評估我們生病的原因對防治疾病至關重要。

為了理解這種邏輯,可以看一下2型糖尿病這個例子,這是一種幾乎完全可以預防的疾病,但是其發病率卻在世界各地不斷攀升。這種疾病發生在全身細胞對胰島素不起反應的情況下——胰島素是一種激素,它可以指揮細胞將糖從血液中運出,並將其存儲為脂肪。當身體開始對胰島素不起反應時,就會表現得像一個崩壞的供熱系統:系統不能把熱量從火爐運送到房子的其他地方,導致火爐過熱,而房子卻暖不起來。患糖尿病時,病人體內的血糖水準持續上升,這會刺激胰腺產生更多的胰島素,但結果卻徒勞無功。幾年後,當疲勞的胰腺不能分泌足夠的胰島素時,血糖水準就會過高。血糖過多是有毒的,會造成可怕的健康問題,最終導致患者死亡。幸運的是,醫學在發現和治療早期糖尿病症狀方面已相當成熟,這使得數以百萬計的糖尿病患者能夠繼續生存幾十年。

從表面上看,人體進化史似乎與治療2 型糖尿病患者無關。因為這些患者迫切需要代價昂貴的醫療救治,現在有成千上萬的科學家在研究這種疾病的因果機制,如肥胖如何使某些細胞對胰島素產生抵抗,胰腺中分泌胰島素的細胞在勞累過度後如何停止工作,以及某些基因如何導致某些人易患這種疾病,而另一些人則不會。為了使患者獲得更好的治療,這種研究必不可少。但是如何預防這種疾病呢?要預防一種疾病或任何其他複雜問題,不僅需要瞭解其直接的因果機制,而且需要瞭解其更深層次的潛在根源。這種疾病為什麼會發生?

以2 型糖尿病為例,為什麼人類如此容易患上這種疾病?為什麼我們的身體有時不能很好地應對現代生活方式,最終導致罹患2 型糖尿病?為什麼有些人的患病風險更高?為什麼我們不能採取更好的方式,通過鼓勵人們食用更健康的食物、更注意鍛煉身體來預防這種疾病?對於這些和其他一些“為什麼”的問題,對其答案的尋求促使我們思考人體進化史。至於這一做法的必要性,沒有人表達得比開拓性的遺傳學家希歐多爾

修斯· 杜布贊斯 基(Theodosius Dobzhansky)更加清楚,他有一句名言:“不以進化論,無以理解生物學。”為什麼?因為生命本質上是有生命有機體利用能量來產生更多生命有機體的過程。因此,如果你想知道為什麼人們的外表、生理機能、所患疾病不同於他們的祖輩、鄰居或神秘猴子時,那麼你就需要知道

生物的歷史,正是經過這樣的進化史,人類個體與他們的鄰居和猴子才會變得如此不同。

此外,這個故事的重要細節要回溯到很多很多代以前。人們身體中的各種進化適應經過自然選擇的作用,幫助無數的祖先在遙遠的年代生存和繁衍下來,不僅僅是狩獵採集者,還有魚、猴子、猿類、南方古猿以及較近時期的一些農民都是如此。這些適應解釋並限定了身體如何正常執行消化、思維、繁殖、睡眠、行走、奔跑等功能。因此,探討身體的漫長進化史有助於解釋為什麼當你和其他人應對適應不佳或適應不足的條件時,就會得病或受傷。

回到人類為什麼會患2 型糖尿病的問題:答案並不僅僅在於促進疾病的細胞和遺傳機制。從更深層的意義上說,糖尿病成為一個日益嚴重的問題主要是因為人類的身體與圈養的靈長類動物一樣,主要適應於那些非常不同的條件,這使我們在應對現代飲食和體力活動缺乏時適應不足。在數百萬年的進化中,那些嗜愛能量豐富食物的祖先佔據了優勢,這些食物包括簡單的碳水化合物,如糖這種曾經的稀罕物,以及能高效儲存熱量的東西,如脂肪。此外,我們的遠祖很少有機會因為體力活動少、大量喝碳酸飲料、大吃甜甜圈而患糖尿病。

顯然,我們的祖先也沒有經歷過強選擇以適應造成其他疾病和殘障的原因,這些疾病包括動脈硬化、骨質疏鬆和近視。為什麼現在這麼多人患上了以前罕見的疾病,這個問題的根本答案在於,人體的許多特徵適應于進化所經歷的環境,但不適應于我們創造的現代環境,這種觀點被稱為失配假說,是新興的進化醫學領域的核心觀點,而進化醫學是將進化生物學應用于健康和疾病的學科。

這個失配假說是本書的重點,但要弄清哪些疾病是而哪些不是由進化失配所引起的,所需要的不僅僅是對人類進化的膚淺認識。有人將失配假說進行了簡單化的應用,他們提出,既然人類進化成為狩獵採集者,那麼我們就最適應於狩獵採集者的生活方式。這種看法會導致下面這種情況:觀察卡拉哈裡沙漠的布須曼人或阿拉斯加的因紐特人吃什麼、做什麼,並據此開出一些天真的處方。然而,一個問題是,狩獵採集者本身並不總是健康的,他們身體狀況的變數很大,很大程度上是因為他們的居住環境變化範圍很大,包括了沙漠、雨林、林地和北極苔原。理想的、典型的狩獵採集者的生活方式是不存在的。

更重要的是,如前所述,自然選擇不一定會讓狩獵採集者或任何生物經過適應變得健康,而是讓他們生育盡可能多的孩子,並讓這些孩子也盡可能存活到生育年齡。另一個值得重視的問題是:人體(包括狩獵採集者的身體)就像重寫手稿一樣彙集了很多進化適應,這些進化適應經過了無數代人的積累和修飾。我們的祖先在成為狩獵採集者之前,是類猿兩足動物,再之前是猴子、小型哺乳動物,等等。而自那以後,一些種群進化出了新的適應,成為農民。人體的進化和適應不存在一種單一的環境。因此,要回答“我們適應於什麼”這個問題,我們不僅需要從現實角度考慮狩獵採集者,還要看看導致狩獵和採集進化的一長串事件,以及自人類從事耕種食物以來所發生的事情。打個比方來說,試圖通過僅聚焦於狩獵採集者就瞭解人體適應於什麼,就像只看美式橄欖球比賽第四節的一部分就試圖看懂比賽結果一樣。

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我們還面臨著人口激增以及疾病流行方式轉變的挑戰。隨著長壽者越來越多,因感染或食物不足所致疾病而英年早逝者越來越少,患慢性非感染性疾病的中老年人卻呈現指數式增長。而這些疾病過去很罕見,或者根本不為人所知。富裕帶來的並不全都是好事,美國、英國等發達國家的成年人多數超重,健康狀況不佳,而兒童肥胖症的患病率在全球範圍內也在飆升,這預示著未來幾十年將有數十億不健康的胖子。

與健康狀況不佳和體重超重伴隨出現的是心臟病、中風、各種癌症以及許多代價高昂的慢性疾病,如2 型糖尿病和骨質疏鬆。工作生活能力喪失的原因也在發生著令人不安的改變,因為全世界有更多的人患有過敏、哮喘、近視、失眠、扁平足以及其他問題。簡單來說就是,人們的死亡率降低了,但是疾病的發生率卻升高了,健康狀況出現了下降。在某種程度上,這種轉變發生的原因在於年輕時死於傳染病的人減少了,但我們千萬不要把老年人中較為常見的疾病與年齡自然增長引起的疾病相混淆。每個年齡段的發病率和死亡率都受到生活方式的顯著影響。在45~79 歲的男性和女性中,積極參加體力活動、攝入大量水果和蔬菜、不吸煙、飲酒適度的人,在某一年份的平均死亡風險僅為生活習慣不健康者的1/4。

慢性疾病的發生率如此之高,不僅預示著患者病痛的增加,同時也意味著巨額的醫療費用。在美國,每人每年花在醫療保健上的費用超過8 000 美元,占國民生產總值的近18%。這筆錢中有很大比例是用於治療可以預防的疾病,如2 型糖尿病和心臟病。其他國家在醫療保健上的開支較少,但隨著慢性疾病的增加,相關費用金額也都在以令人擔憂的速度上升,例如,法國現在的醫療費用占其國民生產總值的約12%。隨著中國、印度和其他發展中國家富裕起來,他們又將如何應對這些疾病及其費用呢?顯然,我們需要降低醫療費用,並為數十億現在和將來的病人開發廉價的新療法。但如果我們能夠事先預防這些疾病豈不是更好嗎?又要怎麼預防呢?

這裡我們需要回顧一下“神秘猴子”的故事。如果人們認為有必要把猴子從坦帕市郊清除出去,因為它並不屬於那裡,那麼也許我們也應該讓猴子過去的鄰居——人類,回到生物學上更正常的自然狀態。即使人類像獼猴一樣,可以在許多不同的環境中生存和繁衍,包括郊區和實驗室,但是如果我們改吃那些自己所適應的食物,並且像我們的祖先那樣鍛煉,那麼我們豈不是能擁有更健康的身體?進化主要是使人類適應了狩獵採集者的生存和繁殖方式,而不是農民、工人、辦公室白領的生存方式,這一邏輯鼓舞著日益興起的現代洞穴人運動。有人希望通過這種方式追求健康的生活,他們認為,如果像石器時代的祖先那樣飲食和運動,就會變得更加健康和幸福。我們可以從採用“原始人飲食法”開始,食用大量的肉(當然是用草餵養的動物)、堅果、水果、種子、多葉植物,拒絕所有用糖和簡單澱粉加工的食物。

如果你是真的在認真實踐這種飲食方法,還要在食譜中加上蟲子,而且從不吃穀物、乳製品和任何油炸食物。你也可以在日常生活中融入更多舊石器時代的人類活動。每天赤足步行或奔跑10 公里、爬幾棵樹、在公園裡追逐松鼠、扔石頭、不坐椅子,還要睡在石板上,而不是睡在床墊上。為了公平起見,原始生活方式的宣導者並不提倡人們辭掉工作,遷居到卡拉哈裡沙漠,並放棄所有現代生活中最佳的便利設施,如廁所、汽車和互聯網( 要發博客把石器時代的生活體驗分享給其他有同樣想法的人,網路是必不可少的)。

現代洞穴人運動宣導者主要是建議人們思考一下如何使用自己的身體,尤其是吃什麼和怎麼鍛煉。但這是否正確呢?如果越接近舊石器時代的生活方式明顯越健康,那為什麼沒有更多的人那樣生活?那種生活方式有什麼缺點?哪些食物和活動是我們應該放棄或採用的?很明顯,人類不怎麼適應食用太多垃圾食品,並整天坐在椅子上,但我們的祖先也沒有被進化適應於吃馴化的植物和動物、看書、使用抗生素、喝咖啡、在有玻璃碎屑的街道上赤足奔跑。

上述問題其實都預設了一個根本問題的答案,這個問題正是本書的核心:人體適應於什麼?

繼《槍炮、病菌與鋼鐵》

和《人類簡史》之後

又一本講述人類進化史的有趣著作!

著名人類進化學家

哈佛大學人類進化生物學教授

丹尼爾•利伯曼

重磅新書

《人體的故事:進化、健康與疾病》

The Story of the Human Body:

Evolution,Health,and Disease

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這是一個極具挑戰性的問題,它需要從多個方面來解答,其中之一就是探索人體進化的故事。我們的身體是如何進化成現在這樣的,為什麼會這樣進化?我們進化適應於吃什麼食物?我們進化適應於從事什麼活動?我們為什麼要有很大的腦容量、少量的毛髮、拱形的足弓以及其他一些明顯特徵?我們將會看到,這些問題的答案非常令人著迷,經常是假設性的,有時甚至有悖常理。然而,我們的第一要務是要考慮“適應”意味著什麼,這是一個更深刻、更棘手的問題。坦白地說,適應的概念難以定義和明確使用,這是眾所周知的。因為我們進化適應於吃某些食物或從事某些活動,並不意味著它們對我們有好處,或沒有其他更好的食物和活動了。因此,在我們講述人體進化史之前,讓我們先思考一下適應的概念是如何從自然選擇理論中衍生出來的,這個術語的實際含義是什麼,以及適應可能與我們今天的身體有什麼關係。

自然選擇是如何起作用的

進化和性一樣,是一個爭議性話題,在兩派人中會引起同樣強烈的反應,一派是從事專業研究的人士,另一派則是那些認為進化是一種危險的錯誤理論,不應該把它教給孩子們的人。不過,儘管進化是個充滿爭議的話題,並且許多人對它表現出了充滿激情的無知,但對進化的確存在這一點不應該有爭議。進化就是隨著時間而發生變化。即使是鐵杆的神創論者也認識到,地球及其物種並不是一成不變的。當達爾文於1859 年發表《物種起源》時,科學家們已經意識到,一些充斥著貝殼和海洋生物化石的海底地質層,不知通過何種方式被推擠進入了山區高地。猛獁象和其他已滅絕的生物化石證明,這個世界發生過滄海桑田的變化。達爾文理論的激進之處在於,它驚人地全面解釋了進化如何通過自然選擇發生,而不需要任何有意識的行為。

自然選擇是一個非常簡單的過程,本質上是三種常見現象的結果。第一種是變異:每個個體都不同於其物種中的其他成員。一個人的家人、鄰居以及其他陌生人,在體重、腿長、鼻子形狀、個性等方面都有很大不同。第二種現象是遺傳可能性:每個人群所表現出來的一些變異可以遺傳,因為父母會把他們的基因傳給後代。身高的遺傳度高於性格,而講哪種語言則根本沒有遺傳基礎。

第三種現象是繁殖成功率差異:所有生物,包括人類,所產生的具有自我生存繁殖能力的後代數量都是不同的。繁殖成功率的差異往往看起來很小,無足輕重(我兄弟比我多生一個孩子),但當個體必須為生存和繁殖而拼搏和競爭時,這些差異可能是巨大且重要的。每到冬季,我家附近的松鼠大約有30%~40%會死亡,人類在大饑荒和大瘟疫時的死亡比例與此相似。黑死病在1348 年至1350 年間造成至少1/3 的歐洲人死亡。

如果你認同變異、遺傳、繁殖成功率差異的存在,那麼你就必然接受自然選擇的存在,因為這些現象組合起來的必然結果就是自然選擇。無論你是否喜歡,自然選擇都會發生。用比較正式的話來說,即只要具有可遺傳變異的個體,相比族群中的其他個體,產生的存活後代數不同,即後代的相對適合度不同,那麼自然選擇就會發生。自然選擇最常見於個體遺傳了罕見的有害變異,如血友病,損害個體的生存和繁殖能力時,其作用也最強烈。這種性狀不太可能會傳遞給下一代,從而使此類個體在族群中減少或消失。這種過濾被稱為負選擇,它往往會導致族群在一段時間內缺乏變化,維持現狀。不過,當個體偶然繼承了一種適應,這種可遺傳的新特徵能説明其比其他競爭者生存和繁殖得更好,那麼正選擇偶爾也會發生。適應性特徵本質上傾向於發生頻率一代比一代高,從而導致隨時間而發生變化。

從表面上看,適應似乎是一個直截了當的概念,它應該能同樣直截了當地適用於人類、“神秘猴子”以及其他生物。如果一個物種經過進化而來,並且被認為“適應”於某種特定的飲食或棲息地,那麼這一物種的成員食用那些特定的食物、生活在那種特定的環境下,應該是最成功的。例如,我們不難接受獅子適應於非洲大草原,而不是溫帶森林、荒島或動物園這一事實。按照同樣的邏輯,如果獅子適應於非洲的塞倫蓋蒂大草原,並因此最適合那裡,那麼難道人類不是適應於狩獵採集生活,並因此最適合那種生活嗎?基於很多原因,答案是“未必”,對這種情況的原因和過程加以思考,對於理解人體進化的歷程與現在和未來的關係有著深遠的影響。

棘手的進化適應概念

人類的身體帶有上千種明顯的適應。汗腺幫助你散熱,大腦幫助你思考,腸道的酶幫助你消化。這些屬性就是適應,因為它們繼承的有用特徵,是由自然選擇塑造,並能促進個體生存和繁殖的。你往往對這些適應習以為常,但只有在它們的功能不能正常發揮時,它們的價值才會讓人明顯地感受到。例如,你可能會認為耳垢是一種令人討厭的廢物,但這些分泌物實際上是有益的,因為它們有助於預防耳部感染。然而,並不是我們所有的身體特徵都是適應的結果,並且許多適應的作用方式是有悖常理或不可預知的,我想不出酒窩、鼻毛,還有打哈欠的行為有什麼用處。要瞭解我們適應於什麼,就要求我們能夠識別哪些是真正的適應,並解釋它們的意義。但是,這些總是說起來容易做起來難。

第一個問題是要識別哪些特徵是適應,以及它們為什麼是適應。人體的基因組是由大約30 億個堿基對組成的序列,這些分子編碼了兩萬多個基因。每一刻,人體內都有數千個細胞在複製著這數十億個堿基對,每次都達到了幾乎完美的準確度。按邏輯,我們可以認為這數十億行編碼都是重要的適應,但事實上,基因組中有將近1/3 沒有明顯的功能,但這些編碼仍然存在,因為它們在億萬年間不知為什麼加入了進來或丟失了功能。人體的表型,比如眼睛的顏色或闌尾的大小,也充滿了過去曾經有用但現在不再起作用的特徵,或者僅僅是人體發育過程中的附加產物。智齒(如果你還有智齒的話)存在是因為人體遺傳了它們,但它們對人們的生存和繁殖能力的影響微乎其微,不會超過人們可能擁有的類似其他特徵,比如雙關節拇指、附著在臉頰皮膚上的下耳垂以及男性乳頭。因此假定所有特徵都是適應是不正確的。此外,儘管給每個特徵的進化適應價值編造一個假設的故事並不難,舉一個荒謬的例子來說,鼻子是為了戴眼鏡而進化出來的,但是嚴謹的科學需要驗證某種特徵是否確實是適應。

雖然進化適應不像人們可能設想的那麼廣泛而易於識別,但它們確實大量存在於人體中。然而,真正使得適應具有進化適應價值,即提高個體的生存和繁殖能力,往往取決於環境。事實上,這種認識是達爾文從他那次著名的搭乘貝格爾號的環球旅行中獲得的重要見解之一。達爾文回到倫敦後推測,加拉帕戈斯群島上的地雀擁有不同形狀的喙,是由於它們吃不同的食物形成的適應。在雨季,較細長的喙能幫助地雀吃到它們喜歡的食物,如仙人掌果和蜱蟲,但在乾旱期,較粗短的喙能幫助它們吃到不太理想的食物,如較堅硬且營養也不太豐富的種子。喙形可通過基因遺傳,並且會在種群內發生變異,因此加拉帕戈斯群島上的地雀的喙形會受到自然選擇的作用。

由於每個季節和每年的雨季有波動,喙較長的地雀在旱季繁殖的後代相對較少,而喙較短的地雀在雨季繁殖的後代相對較少,這就導致長短喙的比例發生了變化。同樣的過程也適用於其他物種,包括人類。人類的很多變異——如身高、鼻子形狀、消化牛奶等食物的能力——都是可遺傳的,並因特定的環境條件而在某些人群中發生進化。例如,白皙的皮膚不能抵禦曬傷,但是對紫外線輻射水準低的冬季、溫帶地區居住者來說,這種適應可以幫助皮膚表面下方的細胞合成足夠的維生素D。

如果適應依賴於環境條件,那麼何種條件最重要呢?關於這一點,追溯前因後果可能使問題變得更加複雜。因為根據定義,適應是指能幫助個體比本族群中其他個體擁有更多後代的特徵,所以當個體擁有的存活後代數最有可能發生變化時,適應的自然選擇作用就會最強大。籠統地講,當環境艱難時,適應進化最強烈。舉例來說,人類的祖先在大約600 萬年前主要吃的是水果,但這並不意味著他們的牙齒只是適應於咀嚼無花果和葡萄。如果罕見但嚴重的乾旱使水果稀缺,而由於較粗大的臼齒有助於咀嚼其他非首選食物,如堅韌的葉、莖、根類,那麼擁有這種臼齒的個體就會有很強的選擇優勢。同樣的道理,對蛋糕和芝士漢堡這些高熱量食物的喜愛和存儲多餘熱量的傾向近乎普遍,在今天食物無比豐富的情況下,這種傾向並不利於進化適應,但在過去食物稀缺且熱量較低的情況下,貪戀高熱量食物這種傾向肯定非常具有優勢。

適應也是有代價的,代價會抵消它們帶來的好處。如同我們每次做某些事情時,就不能同時做其他事情。此外,隨著條件不可避免地發生變化,變異的相對代價和好處也會不可避免地跟隨條件而變化。在加拉帕戈斯群島上的地雀中,粗喙不便於吃仙人掌果,細喙不便於吃堅硬的種子,不粗不細的喙吃這兩種食物都不方便。在人類身上,短腿有利於在寒冷氣候下保存熱量,但不利於長距離高效行走或奔跑。妥協的一個後果是,自然選擇很少會達到完美或根本不會達到完美,因為環境總是在不斷發生變化。隨著降雨、溫度、食物、獵食者、獵物和其他因素每季、每年以及在更長時間跨度內發生著大小幅度不同的變化,每種特徵的進化適應價值也會改變。因此,每個個體的適應都是不完美的產品,來自一系列連續不斷變化著的妥協。自然選擇不斷推動生物向著最優進化,但最優幾乎總是不可能達到的。

完美可能達不到,但進化會把身體內的適應積累起來,就像你可能會積累新的廚房用具、書籍或衣物一樣,這樣身體就能在各種不同環境中發揮相當不錯的功能。人類的身體是由一堆雜亂的適應組成的,這些適應經過了數百萬年的積累。這種大雜燴式的效果好比一份重寫手稿。像重寫手稿一樣,身體含有多個相關的適應,它們有時會互相衝突,另一些時候又會互相配合,幫助身體在各種不同的環境條件下有效地發揮功能。以飲食為例,人的牙齒極其適合咀嚼水果,因為我們是從主要吃水果的猿類進化而來的,但我們的牙齒非常不利於咀嚼生肉,尤其是難嚼的野味。後來,人們又進化出了其他適應,例如把石頭製成工具的能力、烹煮的能力,等等,有了這些能力,我們就能咀嚼肉類、椰子、蕁麻以及其他任何無毒的東西。不過,多種相互作用的適應有時也會導致互相制約。如後續的章節將探討的那樣,人類進化出直立行走和奔跑適應,但這些適應限制了我們快速衝刺和敏捷攀爬的能力。

必須指出的最後也是最重要的一點,關於適應:沒有一種生物的進化適應是為了健康、長壽、幸福或者達到生物努力想要實現的許多其他目標。提醒一下,適應是自然選擇形成的、促進相對繁殖成功率(適合度)的一種特徵。因此,適應經過進化後能促進健康、長壽和幸福,是僅限於這些屬性能使個體產生更多存活後代的情況下。回到較早的主題,人類經過進化後容易肥胖,不是因為過多的脂肪能促進我們身體健康,而是因為脂肪有利於提升生育能力。同樣,我們這個物種容易擔心、焦慮和產生壓力,這會帶來痛苦和不快,但這些都是古老的適應,可以幫助我們的祖先避免危險或應對危險。我們不但進化出了合作、創新、交流和培養後代的能力,還進化出了欺騙、偷竊、撒謊或謀殺的能力。底線在於,人類的許多適應進化出來並不一定是為了促進身體或精神上的健康幸福。

總而言之,試圖回答“人類適應於什麼”這個問題,雖然簡單,卻不切實際。一方面,最根本的答案是,人類適應的事情就是:擁有盡可能多的子女、孫輩和曾孫輩!另一方面,我們的身體實際上如何把自己傳給下一代完全不是一件簡單的事。由於複雜的人類進化史,因此人體並不是適應于任何單一的飲食、棲息地、社會環境和運動方法。從進化的角度看,最佳健康狀態是不存在的。因此,人類與我們的朋友“神秘猴子”一樣,不但能在新的環境中生存下來,有時甚至還能蓬勃發展,如佛羅里達州郊區。

如果進化沒有提供易於遵循的指南來讓我們優化健康或預防疾病,那麼為什麼沒有一個對自己健康幸福感興趣的人來想想人類進化過程中發生了什麼?猿類、尼安德特人、新石器時代早期的農民,這些跟人們的身體有什麼關係?我能想到兩個非常重要的答案,其中一個涉及進化的過去,另一個涉及進化的現在和未來。

為什麼人類進化史很重要

未來。每個人以及每個人的身體都是有故事的。你的身體實際上不止有一個故事。其中一個是關於你人生的故事,那是你的自傳:你的父母是誰?他們如何相遇?你在哪裡長大?生活的變遷如何塑造你的身體?另一個故事是關於進化的:數百萬年間一長串事件使你的祖先的身體一代代發生著改變,以至於你的身體不同於直立人、魚和果蠅。這兩個故事都值得瞭解,並且它們擁有某些共同的元素:人物(包括假定的英雄和壞蛋)、環境、偶然事件、勝利和苦難。這兩個故事也都可以用科學的方法來分析,用假說來表達,這些假說部分還可以被質疑和否認。

人體進化史是個有趣的故事。其最寶貴的教訓之一是,人類不是一種必然會出現的物種:如果在不同的環境下,哪怕環境因素稍有不同,我們就會成為完全不同的生物,甚至我們完全有可能根本不存在。然而,對許多人來說,講述並驗證人體故事的主要原因是揭示為什麼我們會以現在的方式生活。我們為什麼要有很大的腦容量、長腿、明顯可見的肚臍以及其他特徵?為什麼我們只用兩條腿走路,為什麼我們會用語言交流?為什麼我們有這麼多合作?為什麼我們會烹煮食物?思考人體進化方式的一個迫切而實用的理由是,為了評估我們適應於什麼、不適應於什麼,從而瞭解我們患病的原因。進一步說,即評估我們生病的原因對防治疾病至關重要。

為了理解這種邏輯,可以看一下2型糖尿病這個例子,這是一種幾乎完全可以預防的疾病,但是其發病率卻在世界各地不斷攀升。這種疾病發生在全身細胞對胰島素不起反應的情況下——胰島素是一種激素,它可以指揮細胞將糖從血液中運出,並將其存儲為脂肪。當身體開始對胰島素不起反應時,就會表現得像一個崩壞的供熱系統:系統不能把熱量從火爐運送到房子的其他地方,導致火爐過熱,而房子卻暖不起來。患糖尿病時,病人體內的血糖水準持續上升,這會刺激胰腺產生更多的胰島素,但結果卻徒勞無功。幾年後,當疲勞的胰腺不能分泌足夠的胰島素時,血糖水準就會過高。血糖過多是有毒的,會造成可怕的健康問題,最終導致患者死亡。幸運的是,醫學在發現和治療早期糖尿病症狀方面已相當成熟,這使得數以百萬計的糖尿病患者能夠繼續生存幾十年。

從表面上看,人體進化史似乎與治療2 型糖尿病患者無關。因為這些患者迫切需要代價昂貴的醫療救治,現在有成千上萬的科學家在研究這種疾病的因果機制,如肥胖如何使某些細胞對胰島素產生抵抗,胰腺中分泌胰島素的細胞在勞累過度後如何停止工作,以及某些基因如何導致某些人易患這種疾病,而另一些人則不會。為了使患者獲得更好的治療,這種研究必不可少。但是如何預防這種疾病呢?要預防一種疾病或任何其他複雜問題,不僅需要瞭解其直接的因果機制,而且需要瞭解其更深層次的潛在根源。這種疾病為什麼會發生?

以2 型糖尿病為例,為什麼人類如此容易患上這種疾病?為什麼我們的身體有時不能很好地應對現代生活方式,最終導致罹患2 型糖尿病?為什麼有些人的患病風險更高?為什麼我們不能採取更好的方式,通過鼓勵人們食用更健康的食物、更注意鍛煉身體來預防這種疾病?對於這些和其他一些“為什麼”的問題,對其答案的尋求促使我們思考人體進化史。至於這一做法的必要性,沒有人表達得比開拓性的遺傳學家希歐多爾

修斯· 杜布贊斯 基(Theodosius Dobzhansky)更加清楚,他有一句名言:“不以進化論,無以理解生物學。”為什麼?因為生命本質上是有生命有機體利用能量來產生更多生命有機體的過程。因此,如果你想知道為什麼人們的外表、生理機能、所患疾病不同於他們的祖輩、鄰居或神秘猴子時,那麼你就需要知道

生物的歷史,正是經過這樣的進化史,人類個體與他們的鄰居和猴子才會變得如此不同。

此外,這個故事的重要細節要回溯到很多很多代以前。人們身體中的各種進化適應經過自然選擇的作用,幫助無數的祖先在遙遠的年代生存和繁衍下來,不僅僅是狩獵採集者,還有魚、猴子、猿類、南方古猿以及較近時期的一些農民都是如此。這些適應解釋並限定了身體如何正常執行消化、思維、繁殖、睡眠、行走、奔跑等功能。因此,探討身體的漫長進化史有助於解釋為什麼當你和其他人應對適應不佳或適應不足的條件時,就會得病或受傷。

回到人類為什麼會患2 型糖尿病的問題:答案並不僅僅在於促進疾病的細胞和遺傳機制。從更深層的意義上說,糖尿病成為一個日益嚴重的問題主要是因為人類的身體與圈養的靈長類動物一樣,主要適應於那些非常不同的條件,這使我們在應對現代飲食和體力活動缺乏時適應不足。在數百萬年的進化中,那些嗜愛能量豐富食物的祖先佔據了優勢,這些食物包括簡單的碳水化合物,如糖這種曾經的稀罕物,以及能高效儲存熱量的東西,如脂肪。此外,我們的遠祖很少有機會因為體力活動少、大量喝碳酸飲料、大吃甜甜圈而患糖尿病。

顯然,我們的祖先也沒有經歷過強選擇以適應造成其他疾病和殘障的原因,這些疾病包括動脈硬化、骨質疏鬆和近視。為什麼現在這麼多人患上了以前罕見的疾病,這個問題的根本答案在於,人體的許多特徵適應于進化所經歷的環境,但不適應于我們創造的現代環境,這種觀點被稱為失配假說,是新興的進化醫學領域的核心觀點,而進化醫學是將進化生物學應用于健康和疾病的學科。

這個失配假說是本書的重點,但要弄清哪些疾病是而哪些不是由進化失配所引起的,所需要的不僅僅是對人類進化的膚淺認識。有人將失配假說進行了簡單化的應用,他們提出,既然人類進化成為狩獵採集者,那麼我們就最適應於狩獵採集者的生活方式。這種看法會導致下面這種情況:觀察卡拉哈裡沙漠的布須曼人或阿拉斯加的因紐特人吃什麼、做什麼,並據此開出一些天真的處方。然而,一個問題是,狩獵採集者本身並不總是健康的,他們身體狀況的變數很大,很大程度上是因為他們的居住環境變化範圍很大,包括了沙漠、雨林、林地和北極苔原。理想的、典型的狩獵採集者的生活方式是不存在的。

更重要的是,如前所述,自然選擇不一定會讓狩獵採集者或任何生物經過適應變得健康,而是讓他們生育盡可能多的孩子,並讓這些孩子也盡可能存活到生育年齡。另一個值得重視的問題是:人體(包括狩獵採集者的身體)就像重寫手稿一樣彙集了很多進化適應,這些進化適應經過了無數代人的積累和修飾。我們的祖先在成為狩獵採集者之前,是類猿兩足動物,再之前是猴子、小型哺乳動物,等等。而自那以後,一些種群進化出了新的適應,成為農民。人體的進化和適應不存在一種單一的環境。因此,要回答“我們適應於什麼”這個問題,我們不僅需要從現實角度考慮狩獵採集者,還要看看導致狩獵和採集進化的一長串事件,以及自人類從事耕種食物以來所發生的事情。打個比方來說,試圖通過僅聚焦於狩獵採集者就瞭解人體適應於什麼,就像只看美式橄欖球比賽第四節的一部分就試圖看懂比賽結果一樣。

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