書名
人體的故事:進化蓝晒、健康與疾病
作者
(美)丹尼爾·利伯曼(DanielE.Lieberman)
譯者
蔡曉峰
豆瓣
http://douban.com/book/subject/27052052/
目錄
前言
引言 適應意味著什么
自然選擇是如何起作用的
棘手的進化適應概念
為什么人類進化史很重要
為什么進化對現在和將來也很重要
第一部分 人類進化的五個階段
01 直立猿
02 南方古猿
03 最早的狩獵采集者
04 冰河時代的古人類
05 有文化創(chuàng)造力的智人
第二部分 農業(yè)革命與工業(yè)革命
06 進步、失配和不良進化
07 失樂園
08 身體的穿越
第三部分 當下與未來
09 能量太多的惡性循環(huán)
10 用進廢退
11 新奇和舒適背后的隱患
結語 用進化邏輯創(chuàng)造人類健康的美好未來
尾聲
“種咱們的園地要緊”
譯者后記
智慧城侧、力量和現代人類的勝利
如果說現代人類有一種特別的適應造就了我們迄今為止的進化成功,那么一定是我們的適應能力彼妻,這種適應能力來自我們非凡的交流嫌佑、合作、思考和發(fā)明創(chuàng)造的能力侨歉。這些能力的生物學基礎植根于我們的身體屋摇,尤其是我們的大腦,但其影響主要表現在我們使用文化來創(chuàng)新以及適應新的和不同環(huán)境的方式幽邓。
文化進化的步伐和范圍已然遠遠超過了生物學進化的步伐和范圍炮温。
在使現代人類變得特殊的所有屬性中,我們的文化能力是最具變革性的颊艳,也是對我們的成功而言貢獻最大的茅特。
如果把現代人類的進化僅僅看成是智慧戰(zhàn)勝了力量,這不僅是不正確的棋枕,而且是很危險的。
現代狩獵采集者的蓬勃發(fā)展借助的是腦力與體力的結合妒峦,他們的生活比大多數后工業(yè)時代的人類更艱苦重斑,更需要體力。即便如此肯骇,我們也有必要強調窥浪,盡管狩獵和采集需要體力活動,但并不像有些人想象的那么艱辛笛丙、凄涼和苦不堪言漾脂。由于我們這個物種擁有的特殊認知技能和社會技能,現代人類的狩獵工作雖說很辛苦胚鸯,但還不是那么艱難骨稿。
我們這個物種有能力也有傾向,使用文化來適應、即興發(fā)揮坦冠,以及改善生活環(huán)境形耗,這也解釋了現代人類狩獵采集者的另一個基本特征:非同尋常的變異性。現代狩獵采集者在殖民地球的過程中辙浑,發(fā)明了一系列出色的技術和策略激涤,以應付各種新的環(huán)境變化。
人類文化的適應性具有一些諷刺意味判呕,那就是我們這個物種有著創(chuàng)新和解決問題的獨特才能倦踢,這項才能不僅使狩獵采集者幾乎遍布了地球上的每個角落,最終也使得一些人擺脫了狩獵采集者的身份侠草。
第二部分 農業(yè)革命與工業(yè)革命
06 進步辱挥、失配和不良進化
舊石器時代之后出現的農業(yè)、工業(yè)化和其他形式的“進步”梦抢,一方面給普通人帶來了極大的裨益般贼,但它們也導致了新的疾病和其他問題,而這些新的挑戰(zhàn)在舊石器時代是很少的或者根本沒有的奥吩。
我們仍在進化嗎
智人從舊石器時代結束后就停止了進化哼蛆,這是不正確的。事實上霞赫,這個觀點肯定是錯誤的腮介,因為自然選擇是可遺傳性基因變異和生殖成功率差異化的結果。人們不斷把基因傳給子女端衰,與石器時代一樣叠洗,直至今天仍有些人比別人生下了更多的后代。因此旅东,只要人的生育能力差別存在遺傳基礎灭抑,那么自然選擇的列車就必定會隆隆前行。更重要的是抵代,文化進化的加速進行迅速而顯著地改變了我們的飲食習慣腾节、生活方式、遭遇的疾病以及產生新的選擇壓力的其他環(huán)境因素荤牍。進化生物學家和人類學家發(fā)現案腺,文化進化不會阻礙自然選擇,相反,它在自然選擇過程起著一定的驅動甚至是加速作用。
無論舊石器時代以來發(fā)生過多少自然選擇吠谢,人類在過去千百年來都有著其他重要的進化途徑。不是所有的進化都是通過自然選擇發(fā)生的同辣。在當下看來拷姿,更強大、更快速的力量是文化進化邑闺,它通過改變環(huán)境跌前,而不是改變基因,使得基因與環(huán)境之間許多重要的交互關系發(fā)生著改變陡舅。人類身體中的每一個器官抵乓,如肌肉、骨骼靶衍、大腦灾炭、腎臟和皮膚,都是人體在發(fā)育過程中基因在環(huán)境信號影響作用下的產物颅眶,如力蜈出、分子和溫度,而它們目前的功能會繼續(xù)受到當前環(huán)境的影響涛酗。
雖然人類基因在最近幾千年來已經發(fā)生了一定程度的改變铡原,但文化變遷也已大大改變了我們所處的環(huán)境,這導致進化改變往往與自然選擇所致者大不相同商叹,甚至可以說更加重要燕刻。
由于文化進化在加速進行,因此對我們身體的成長和功能產生影響的環(huán)境改變也在加速剖笙。
并不是所有的進化都是通過自然選擇發(fā)生的卵洗,并且基因與環(huán)境之間的相互作用已經發(fā)生了快速變化,有時甚至是根本性的弥咪,這主要是因為我們周圍環(huán)境的改變引起了快速的文化進化过蹂。
為什么醫(yī)學需要一味“進化藥”
雖然生理學和生物化學等科學領域可以幫助我們了解疾病背后的近似機制,但是進化生物學這個新興的領域可以幫助我們弄清疾病最初發(fā)生的原因聚至。
進一步說酷勺,由于進化是一個仍在進行的持續(xù)過程,因此理解進化可以避免一些失敗和錯失部分機會扳躬,并提高我們抵御和治療諸多疾病的能力鸥印。
人體內的適應性改變進化歷史十分漫長,對我們的祖先來說坦报,這些適應性改變增加了他們的后代的生存機會。因此狂鞋,生病有時是因為自然選擇對生育的青睞一般重于健康片择,這意味著我們的進化結果并不一定是變得更健康。
隨著創(chuàng)新的加速骚揍,尤其自農業(yè)開始出現以來字管,我們發(fā)明或采用了越來越多的新型文化習俗啰挪,它們對人類身體的影響有時是彼此沖突的。一方面嘲叔,距離現在相對較近的許多進步帶來了好處:農業(yè)創(chuàng)造了更多食物亡呵,現代醫(yī)療和衛(wèi)生條件改善降低了嬰兒死亡率、延長了人口預期壽命硫戈。另一方面锰什,眾多的文化變革也改變了我們的基因與環(huán)境的相互作用,導致了許多健康問題丁逝。這些疾病就是失配性疾病汁胆,即由于我們舊石器時代的身體不能或不足以適應某些現代行為和條件而導致的疾病。
失配假說
從根本上說霜幼,進化失配假說是將適應的理論應用到了基因與環(huán)境之間相互作用的變化上嫩码。總體說來罪既,每一代的每個人都繼承了上千種會與環(huán)境發(fā)生相互作用的基因铸题,這些基因大多都經過了此前幾百代、幾千代琢感,甚至幾百萬代的自然選擇丢间,它們改善了人類祖先在特定環(huán)境條件下生存和繁殖的能力。因此猩谊,多虧了繼承的基因千劈,我們才能適應某些不同程度的活動、食物牌捷、氣候條件和周遭環(huán)境的其他方面墙牌。同時,由于所處環(huán)境的改變暗甥,人們有時(但并不總是)會對其他活動喜滨、食物、氣候條件等不能適應或適應不足撤防。這些適應不良的反應有時(但并不總是)就會致使人們生病虽风。
值得注意的是,并非所有新的行為和環(huán)境都會與我們繼承而來的身體發(fā)生負面作用寄月,有時某些作用甚至是有益的辜膝。我們也要記住,并非所有的適應都會促進健康漾肮。
失配性疾病有很多厂抖,但它們的病因都是由環(huán)境變化引起的身體機能改變。對失配性疾病進行分類的最簡單方法是根據給定的環(huán)境刺激觀察身體會如何變化克懊。簡單來說忱辅,失配的原因就是刺激過多七蜘、過少或過新。
還有一種思考失配性疾病起源的方法墙懂,就是隨著改變環(huán)境的不同過程橡卤,個體適應環(huán)境的程度也會變化。按照這種邏輯损搬,最簡單的失配原因是遷徙碧库,即人們遷入了他們未經適應的新環(huán)境。不過场躯,現在和當時有一個關鍵的區(qū)別是谈为,過去的人口擴散發(fā)生在較長的時間尺度上,是漸進式的踢关,自然選擇有足夠的時間來應對伴隨遷徙而來的失配性問題伞鲫。
在由于環(huán)境改變導致的進化失配中,最常見签舞、最強大的因素是文化進化秕脓。
失配的最后一個相關原因是生活史的轉變。
由于導致失配性疾病的原因較復雜儒搭,因此確定哪些疾病屬于進化失配有一定難度吠架,同時也可能存在爭議。
確定失配性疾病的另一個問題是搂鲫,我們往往對很多疾病缺乏足夠的了解傍药,不能精確地指出引起或影響它們的環(huán)境因素。
確定失配性疾病的最后一個問題是魂仍,我們缺乏有關狩獵采集者健康狀態(tài)的有效數據拐辽,尤其是舊石器時代的。
表 假說中的非感染性失配性疾病
進化不良的惡性循環(huán)
重申一下擦酌,進化不良不是一種生物學進化俱诸,因為我們不直接把失配性疾病一代代傳下去。相反赊舶,它是一種文化進化睁搭,因為我們傳遞下去的是促進失配性疾病形成的行為和環(huán)境。
雖然進化不良是由缺乏對失配性疾病的病因進行治療引起的笼平,但有時我們對癥治療的方法也可能會加劇這一過程园骆。在許多情況下,治療癥狀對痊愈過程是有幫助的寓调。而對某些疾病而言遇伞,除了治療癥狀外,我們別無選擇捶牢,如感冒鸠珠。減輕痛苦是符合人道主義的做法,治療癥狀往往也是有益的秋麸,甚至能拯救生命渐排。然而有時我們由于治療某種失配性疾病的癥狀效果太好,以至于降低了治療其病因的緊迫性的可能性是存在的灸蟆。
在探討人體在這一萬年中的改變時驯耻,我認為有一個重要的持續(xù)過程值得思考,那就是進化不良是如何應對失配性疾病的炒考】筛浚可以肯定的是,并不是所有的失配都會導致進化不良斋枢,但很多失配會帘靡,并且它們擁有一些可預測的共同特征。首先瓤帚,也是最明顯的描姚,它們往往是一些難以治療或預防病因的慢性非傳染性疾病。進化不良的第二個特征是:進化不良的過程適用的失配性疾病大多對生殖的影響不大戈次,甚至可以忽略轩勘。失配性疾病的最后一個特點是,它們的病因在文化上有著其他好處怯邪,而這些好處往往是社會上的或經濟上的绊寻,由于進化不良的存在,這個特點現在很常見悬秉,甚至越來越普遍澄步。
07 失樂園
我們目前遭受的失配性疾病大多源于從狩獵采集的生活方式向農業(yè)的轉變。
最早的農民
不難想象搂捧,在幾十年或幾個世紀里發(fā)展起來的農業(yè)就像是人們把業(yè)余愛好變成了職業(yè)驮俗。首先,偶然種植帶來食物增加允跑,對于大家庭的食物供給來說是個補充王凑,但是需要吃飯的后代增多加上適宜的環(huán)境條件,使得種植植物的好處相對其成本來說也得到了增加聋丝。歷經幾代以后索烹,種植的植物進化成了馴化作物,偶然種植的園地變成了農田弱睦。食物變得更加可預測百姓。
無論是何種因素促成了狩獵采集者向全職農民的轉變,無論農業(yè)起源于何時何地况木,這兩者都帶來了一些重大轉變垒拢。狩獵采集者群體往往流動性高旬迹,而早期農民定居在固定的村莊中,一年到頭照料和看護著他們的作物求类、田地和牧群奔垦,也由此得到了諸多好處。
農業(yè)的傳播
隨著早期農業(yè)人口的增長和擴張尸疆,他們不可避免地會與狩獵采集者發(fā)生接觸椿猎。有時是交戰(zhàn),但更多情況下是共存寿弱、交易和通婚犯眠,從而交換雙方的基因和文化。今天全球各地語言和文化的融合在很大程度上是當年農民擴張并與狩獵采集者交互作用方式的遺留症革。
農民生孩子的頻次要比狩獵采集者高得多筐咧。在今天的經濟模式中,生殖率高往往意味著開支增加:有更多的嘴要吃飯地沮、更多的大學學費賬單要付嗜浮。孩子太多可能是貧窮的根源之一。但對農民來說摩疑,后代越多危融,能產生的財富就越多,因為孩子是極為有用的勞動力雷袋。事實上吉殃,農業(yè)的成功很大一部分要歸因于農民自己生育的勞動力比狩獵采集者更有效,這些勞動力能向系統(tǒng)回饋能量楷怒,推動生育率上升蛋勺。因此,農業(yè)帶來人口的指數式增長鸠删,造成了農業(yè)的廣泛傳播抱完。
支持農業(yè)傳播的另一個因素是農民改變了他們的農田周圍的生態(tài),這種改變妨礙甚至是阻止了狩獵和采集刃泡。
幫助農業(yè)起飛的最后一個因素是巧娱,早期農業(yè)并不像后來那樣辛苦和悲慘。最早期的農民肯定必須努力工作烘贴,但我們通過考古遺址了解到禁添,他們仍然會獵殺動物,進行一些采集和中等規(guī)模的種植桨踪。農業(yè)先驅者的生活肯定不輕松老翘,但無休止的苦工、污穢和痛苦,這個關于農民的流行形象更適合后來封建制度下的農民铺峭,而不是早期新石器時代的農民墓怀。
換句話說,人類遠古的祖先放棄狩獵和采集的生活方式逛薇,真的不是因為失去了理智捺疼。面對相同的情況,你我或許也會做出同樣的選擇永罚。但在一代代過去以后,農業(yè)也開始引發(fā)一系列失配性疾病和其他問題卧秘,因為對舊石器時代數百萬年的適應沒有完全為人們當農民做好準備呢袱。這些問題中有許多我們現在也仍然會碰到。
農民的飲食
食物多是好事翅敌,但農業(yè)時代的飲食可能引發(fā)失配性疾病羞福。最大的問題之一是營養(yǎng)的質量和多樣性受損。狩獵采集者能生存蚯涮,是因為只要是能吃的治专,他們都會吃。因此遭顶,狩獵采集者的飲食必然是極其多樣化的张峰,通常每個季節(jié)都包括好幾十種植物。相比之下棒旗,農民通過把力量集中在一些高產的主食上喘批,通過犧牲質量和多樣性換取了數量。
主食作物易于大量種植铣揉,熱量豐富饶深,收獲后可以長期儲存。它們的主要缺點之一是維生素和礦物質含量往往不如狩獵采集者和其他靈長類動物食用的野生植物來得豐富逛拱。如果農民們過于依賴主食作物敌厘,而沒有肉、水果和其他蔬菜朽合,尤其是豆類俱两,作為補充食物,就會面臨營養(yǎng)缺乏的風險旁舰。
對一種或幾種作物的重度依賴還存在其他嚴重缺陷锋华,其中最大的缺陷是可能出現的周期性食物短缺和饑荒。狩獵采集者身上也存在體重減輕和增加的循環(huán)箭窜,但當氣候變化擾亂正常的生長周期時毯焕,后果并沒有那么極端,因為他們并不依賴于主食,可替代食物較多纳猫。換句話說婆咸,農民可以獲得的熱量比狩獵采集者多得多,但他們對干旱芜辕、洪水尚骄、作物疫病和戰(zhàn)爭災害的耐受性較差,這些災害會周期性地摧毀作物侵续,有時甚至發(fā)生在一瞬間倔丈。
圖 兩個下頜
一個來自狩獵采集者,另一個來自新石器時代早期的農民状蜗。顯然農業(yè)出現后齲齒變得更普遍了需五。
即使是缺乏肥料、灌溉和犁具的新石器時代先驅轧坎,種植的食物比狩獵采集者可以獲得的食物要多得多宏邮,但農民的飲食往往沒有那么健康,面臨的風險也更高缸血。農民食用的食物含淀粉較多蜜氨,含有的纖維、蛋白質捎泻、維生素和礦物質較少飒炎。與狩獵采集者相比,農民還比較容易接觸到受污染食物族扰,還要承受更經常厌丑、更嚴重的饑荒風險。在飲食方面渔呵,人類為了享受每年豐收日大餐的快感確實付出了高昂的代價怒竿。
農業(yè)勞動力
有證據顯示,自給型農業(yè)要求的體力勞動總量與狩獵采集相似扩氢,甚至還要略高耕驰,但在拖拉機這些機械化工具發(fā)明之前,農民要做很多種類的體力活動录豺。跟狩獵采集者一樣朦肘,農民一般每天要走許多公里,而且他們還要做很多需要很大上肢力量的活動双饥,如挖掘媒抠、負重和抬舉。與狩獵采集者相比咏花,農民可能需要的力量較多趴生、耐力較少阀趴;與狩獵采集者一樣,他們的活動變化范圍很大苍匆。在任何情況下刘急,體現這些經濟系統(tǒng)工作量之間最大差異的不是成人的勞動,而是兒童的勞動浸踩。
童工在農業(yè)時代就有著悠久的歷史叔汁,因為家庭要在經濟上取得成功,尤其是在農業(yè)上检碗,就需要兒童做出很大的貢獻据块。兒童參加勞動也有助于教授給青少年作為成年人所需的技能。我們今天是用學校教育代替了體力勞動折剃,但許多要完成的終極目標是相同的瑰钮。
人口、害蟲和瘟疫
在農業(yè)的所有優(yōu)勢中微驶,最根本、最有影響的一點就是更多熱量可以允許人們擁有更大的家庭开睡,實現人口增長因苹。但人口增長及其對人類定居模式的影響也會帶來新型的感染性疾病。毫無疑問篇恒,在農業(yè)革命引起的進化失配中扶檐,這些疾病曾經并依然是最具破壞性的。
瘟疫爆發(fā)的一個前提是人口眾多胁艰,這在農業(yè)時代之前是不會發(fā)生的款筑。
瘟疫的另一個前提是高人口密度的固定定居點。
在規(guī)模較大腾么、較密集的社群中生活會帶來社會性刺激奈梳,經濟上也能帶來更多利益,但這樣的社群也會帶來致命的健康危害解虱。最大的危險就是傳染攘须。傳染性疾病有很多種,但它們都是由微生物引起的殴泰,這些微生物入侵宿主于宙、以宿主的身體為食、繁殖悍汛,然后再傳播到新的宿主捞魁,保持這個循環(huán)持續(xù)不斷。因此离咐,疾病的存在取決于人群中有多少宿主可以供它感染谱俭,疾病從一個宿主傳播到另一個宿主的能力,以及宿主感染疾病后的存活率。
村莊和城鎮(zhèn)把許多潛在的宿主集合在了一起旺上,它們彼此密切聯(lián)系瓶蚂,為感染性疾病的孳生提供了理想的場所,因此村莊和城鎮(zhèn)成為人類宿主的危險之地宣吱。另一種促進感染性疾病快速傳播的事物是商業(yè)窃这。因為農民們有了盈余,所以他們經常會把貨物拿來交易征候,這樣做的時候也同時交換了微生物杭攻,使得感染性微生物可以從一個社區(qū)迅速傳播到另一個社區(qū)。這就不令人奇怪了:農業(yè)開啟了感染性疾病的流行時代疤坝,包括結核病兆解、麻風病、梅毒跑揉、鼠疫锅睛、天花和流感。
事實上历谍,新石器時代之前不可能存在流行病现拒,因為狩獵采集者的人口密度不足1人/平方公里,低于強毒性疾病傳播所必需的閾值望侈。
農業(yè)還有另一個不利于健康的附產物會促進感染失配性疾病印蔬,即惡劣的衛(wèi)生條件。
農業(yè)的進化以及村莊和城市的出現還為許多傳播致命疾病的昆蟲創(chuàng)造了意想不到的良好生態(tài)條件脱衙。
來自灌溉溝渠的水流速緩慢侥猬,促進了寄生蟲病的傳播雕沉,如血吸蟲病懦胞。
終于,人類為自己引來了數量龐大的一系列可怕疾病窜醉,我們會因在生活中與動物密切接觸而患上這些疾病奥帘。
大概有100多種感染性失配性疾病铜邮,是由農業(yè)的起源導致或加劇的。雖然現代社會有了許多幫助我們避免寨蹋、跟蹤和治療感染性疾病的新技術松蒜,但人口也比以往任何時候都要眾多和密集,反過來又使我們易于遭受新的傳染病流行已旧。
農業(yè)是否值得
雖然農業(yè)整體上對人類這個物種來說是件好事秸苗,但對人的身體來說則是喜憂參半。
農業(yè)出現以來的失配和進化
事實上运褪,農業(yè)是如此深刻地改變了人們的飲食惊楼、感染的病原體玖瘸、工作內容,以及可能擁有的后代數量檀咙,所以農業(yè)的起源可能強化了對某些基因的選擇雅倒。我們還需要考慮到,自然選擇可能作用于現有的可遺傳變異弧可。在這方面蔑匣,農業(yè)無疑提升了進化速度,因為隨著人口數量的爆炸式增長棕诵,每一代人都提供了許多新的突變裁良,自然恰好可以作用于這些突變。
在最近幾百代人中出現的大部分基因突變并未經受太多選擇校套,特別是正選擇价脾,而事實上在新出現的突變中超過86%可能具有負面作用。
自然選擇是一個永不停息的過程笛匙,借助新近出現的大量新型基因變異侨把,這一過程現在也必然在進行。然而妹孙,盡管農業(yè)革命帶來的一些自然選擇能幫助苦苦掙扎的農民應對新型飲食和感染性疾病座硕,但不能就此認為自然選擇是過去幾千年間變化的主導動力。
以任何標準來衡量涕蜂,世界上各個大陸的不同部分在最近階段獨立進化出來的遺傳適應,與同一時間范圍內人類進行的文化創(chuàng)新相比映琳,在規(guī)模和程度上都只能算作一般机隙。這些文化創(chuàng)新中,有許多都提高了經濟生產力萨西,如車輪有鹿、犁、拖拉機谎脯、書寫葱跋,而有一些則是對農業(yè)生活方式所致失配性疾病的反應。更準確地說源梭,這些創(chuàng)新中有很多擔當了文化緩沖的作用娱俺,使農民可以遠離農業(yè)生活方式的危險和缺點,甚至可以從中得到保護废麻;否則的話荠卷,這些危險和缺點可能導致的選擇會比我們檢測到的更強。
08 身體的穿越
如果從總體上來看人類目前的身體狀況烛愧,那么你會發(fā)現油宜,很多國家現在正在遭遇一個新的悖論掂碱,如美國。一方面慎冤,隨著越來越多的財富和工業(yè)革命的發(fā)生疼燥,在醫(yī)療、衛(wèi)生和教育方面的巨大進步顯著改善了數十億人的健康狀況蚁堤,尤其是在發(fā)達國家醉者。但另一方面,我們的身體也面臨著幾代以前幾乎沒有任何人經歷過的新問題违寿。
什么是工業(yè)革命
無論你認為工業(yè)時代好還是不好湃交,都應該看到這場革命背后的三個根本性轉變。第一個是工業(yè)企業(yè)家使用了新的能源藤巢,主要用來生產產品搞莺。工業(yè)革命帶來的第二個主要轉變是經濟和社會機構的重組。最后掂咒,工業(yè)革命發(fā)生時才沧,正值科學從哲學的一個令人愉快但非必要的分支向一種充滿活力并能幫人賺錢的職業(yè)轉變。
體力活動
工業(yè)時代最初對能量的要求很高绍刮,但技術的發(fā)展使得許多工作者的工作在體力活動方面不那么劇烈了温圆。這些差異是很有意義的,因為即使能量消耗方面很小的變化孩革,長時間累積起來也不容忽視岁歉。
工業(yè)革命深刻地改變了人們的體力活動量,不只是在工作上膝蜈,還有一天里的其余時間锅移。
工業(yè)革命只用了幾代人的時間就大大減少了我們的體力活動量。
工業(yè)時代的飲食
從生理角度來看饱搏,工業(yè)革命對我們飲食的改變程度不亞于農業(yè)革命非剃。
工業(yè)化食品革命帶來的最大變化在于,食品生產者(我們實在不能把他們稱為農民)找到了盡可能便宜而高效地種植和制造食物的方法推沸,這些食物是人們數百萬年來一直渴求的:脂肪备绽、淀粉、糖和鹽鬓催。
工業(yè)化食品雖然價格低廉肺素,但其生產會給環(huán)境和工人的健康帶來重大損失。
自食品產業(yè)工業(yè)化以來宇驾,人類飲食發(fā)生的另一個重大轉變是:人類食用的食品越來越多地受到了修改和處理压怠,以增強其誘人性、便利性和耐貯性飞苇。數百萬年來為得到足夠食物所做的艱苦努力解釋了為什么人總是喜歡富含糖菌瘫、脂肪和鹽的低纖維加工食品蜗顽。
表 三種攝入量的比較
注:標準狩獵采集者平均攝入量、美國人均攝入量與美國政府推薦每日攝入量的比較數據為男性與女性的平均值雨让。
農業(yè)的發(fā)明引起了人類食物供應數量的增加雇盖,但質量出現了下降,而食品工業(yè)化則進一步放大了這種影響栖忠。
工業(yè)時代的醫(yī)學和衛(wèi)生
在工業(yè)革命以前崔挖,醫(yī)學進步(如果可以用這個詞的話)主要是以庸醫(yī)式的醫(yī)術取代完全的無知。與這種低劣的醫(yī)學知識水平相匹配的是令人吃驚的衛(wèi)生條件庵寞,這往往是導致人們生病甚至死亡的根本原因狸相。
在農業(yè)出現后數千年間,人類的生活始終散發(fā)著臭味捐川,腹瀉很常見脓鹃,霍亂流行更是經常發(fā)生。盡管當時城市是不衛(wèi)生的死亡陷阱古沥,但隨著農業(yè)經濟的進步瘸右,它們就像磁鐵一樣吸引著人們。不過岩齿,隨著工業(yè)革命的進程太颤,城市的條件開始發(fā)生明顯改善,這多虧了現代醫(yī)學盹沈、衛(wèi)生措施和政府職能的興起龄章。
事實上,工業(yè)革命的經濟轉型與醫(yī)學乞封、衛(wèi)生措施和公共衛(wèi)生的當代革命息息相關瓦堵。這些不同的革命都擁有相似的根源,可以追溯到啟蒙運動歌亲。如果沒有醫(yī)學和衛(wèi)生方面的進步,很難想象工業(yè)革命會取得成功澜驮,因為這些進步本身為產品和服務提供了更大的動力陷揪。工廠的產品既需要工人生產,也需要有人購買杂穷。此外悍缠,產業(yè)化提供了設計下水道、制造肥皂耐量、生產價格低廉的藥品所需的技術能力和金融資本飞蚓。這些可以用于拯救生命的技術進步幫助促進了人口爆炸,增加了對經濟產出的需求廊蜒。
醫(yī)學趴拧、衛(wèi)生和食物存儲的進步顯示了工業(yè)革命和科學革命并非獨立發(fā)生的溅漾,相反,通過獎勵和激發(fā)那些能賺錢和拯救無數人性命的發(fā)現和發(fā)明著榴,這兩大革命互相刺激添履,實現了共同進步。不過脑又,工業(yè)時代帶來的許多變化暮胧,對于人類身體的生長和運作方式而言,不一定都是好事问麸。
工業(yè)時代的睡眠
不管原因是什么往衷,我們的睡眠質量跟以前相比,確實是越來越差严卖,發(fā)達國家至少有10%的人口經常發(fā)生嚴重失眠席舍。缺乏睡眠很少會導致死亡,但慢性睡眠剝奪會妨礙大腦正常工作妄田,慢慢削弱人體健康俺亮。當長時間睡眠不足的時候,身體的激素系統(tǒng)會在多個方面做出應對疟呐,而這些在過去只適應于短期的應激脚曾。
好消息:更高、更長壽启具、更健康的身體
工業(yè)革命給人體帶來的三種最可想而知的影響是:體型更高大本讥、孩子更多、壽命更長鲁冯。
圖 1800年以來法國男性身高變化(與舊石器時代的歐洲人相比)趨勢圖
圖 1900年以來40歲至59歲美國男性體重指數的變化(部分數值為外推所得)
圖 人口增速變化模型
隨著經濟的發(fā)展拷沸,死亡率一般會下降,然后是出生率降低薯演,從而使得最初的人口快速增長最終趨平撞芍。然而,這個有爭議的模型僅適用于部分國家跨扮。
壞消息:更多的失配性疾病
過去150年里取得的進步也伴隨著一些對人類健康不利的重要缺陷序无,最主要的是流行病學上的轉變『獯矗患營養(yǎng)不良和感染性疾病的人帝嗡,尤其是年輕時患這些病的人減少了,隨年齡增長而患其他各種非傳染性疾病的人卻增加了璃氢。因為越來越多人的壽命得到了延長哟玷,所以有更多的人遭受殘障之苦。用技術術語來說一也,就是死亡率的降低伴隨著疾渤补选(意為由任何疾病引起的不良健康狀態(tài))發(fā)生率的增高喉脖。
中老年人群慢性疾病的患病率提升加劇了醫(yī)療保健危機,因為第二次世界大戰(zhàn)后嬰兒潮期間出生的孩子現在正在進入老年讼渊,而且這一代老年人當中有空前比例的人患有揮之不去动看、致人殘障、費用高昂的疾病爪幻。流行病學家通常采用“病態(tài)延長”一詞來描述這種現象菱皆。
對很多人來說,老年現在就等同于各種殘疾以及高昂的醫(yī)療費用挨稿。
這種流行病學轉變是進步的代價嗎
很多健康問題與年齡有著很強的相關性仇轻,因此隨著人口的增長和中老年人比例的增加,這些健康問題越來越普遍奶甘。然而篷店,從進化的角度來審視,這種流行病學的轉變不能僅以死亡和病態(tài)之間的交換來解釋臭家。如果我們重新考慮當前因感染性疾病而英年早逝與非傳染性疾病的病態(tài)延長之間的消長的流行病學轉變疲陕,從進化角度出發(fā)我們會看到一些略有不同的情景。很明顯钉赁,隨著人口增長以及人們的壽命更長蹄殃,更多的人會罹患失配性疾病,這些疾病在過去很罕見甚至根本不存在你踩,它們并不一定诅岩,或者說并不完全是進步過程中不可避免的附加產物。
對于農業(yè)革命帶來的失配性疾病带膜,工業(yè)時代已經相當成功地解決了其中的許多種吩谦。但同時又產生或升級了一系列新的非傳染性失配疾病,這些疾病仍不在人類的掌控之中膝藕,盡管人類在共同努力抑制它們式廷,但其在世界范圍內的發(fā)病率和嚴重程度仍在提升。這些疾病以及伴隨著仍在進行中的流行病學轉變而出現的病態(tài)延長芭挽,都不是壽命延長滑废、感染性疾病減少不可避免的簡單附加產物。壽命延長和發(fā)病率升高之間的關系览绿,并不是不可避免的互相交換。
第三部分 當下與未來
09 能量太多的惡性循環(huán)
進化視角證明穗慕,人類經過進化饿敲,巧妙地適應了體重增加的趨勢,儲存相對較大量的體脂是正常的逛绵。進化視角明確顯示出怀各,我們對臀部倔韭、腿部和下頦脂肪沒有完全適應,但對于腹部多余的脂肪是適應的瓢对。進化視角有助于喚起我們對這一問題根源的注意寿酌。其中最主要的是,有影響的不僅僅是我們吃的多少硕蛹,還有我們吃的什么醇疼,以及我們的身體對源源不斷的過量能量供應適應不足,這種過量的能量供應促進了許多我們現在面臨的最嚴重的失配性疾病法焰,如2型糖尿病秧荆、動脈硬化和某些惡性腫瘤。最后埃仪,進化視角揭示出乙濒,我們治療這些能量富余所致的失配性疾病的方式有時會造成惡性反饋回路,使問題更加復雜化卵蛉。
身體如何儲存颁股、利用和轉化能量
體重的增加或降低是由長時間處于能量正平衡或負平衡狀態(tài)造成的。由于數周或數月的能量負平衡不利于繁殖成功傻丝,因此甘有,包括人類在內的大多數生物都經過了很好的進化適應來避免這種狀態(tài)。
避免能量負平衡的一種方法是調節(jié)你所消耗的能量多少桑滩。人體的靜息代謝占了身體能量消耗的很大部分梧疲。這部分能量消耗用以滿足身體的基本需求,比如為大腦提供能量运准,維持血液循環(huán)幌氮、呼吸、修復組織胁澳,以及維持免疫系統(tǒng)運行该互。能量消耗的其余部分用在做事情上,主要是體力活動韭畸,但還包括消化和保持恒定體溫宇智。
調節(jié)能量平衡的另一種方法是吃東西,食物中的能量以化學鍵形式存在胰丁。碳水化合物和脂肪會被存儲起來随橘,在需要時燃燒產生能量,但兩者的作用方式不同锦庸。最關鍵的區(qū)別在于:碳水化合物的燃燒遠比脂肪來得容易机蔗、快速,但它們儲存能量的密度不如脂肪。人體很聰明地以脂肪的形式來存儲絕大部分的多余能量萝嘁,而以碳水化合物形式存儲少量能量梆掸。而植物則是將多余的碳水化合物以密度較高的淀粉形式存儲。
身體就像一家燃料銀行牙言,在你進食食物時儲存能量酸钦,而當你需要的時候則支取能量以供使用。這種交換由激素介導咱枉,通過脂肪和碳水化合物不斷從肝臟卑硫、脂肪細胞、肌肉和其他器官流入流出來實現庞钢。人類像其他動物一樣拔恰,也適應了在長時間的能量負平衡狀態(tài)下維持活動的生活,如空著肚子狩獵和采集基括。不過要記住的是颜懊,身體只能存儲一定量的糖原,當身體需要在短時間內或快速獲取能量時风皿,主要燃燒的是糖原河爹。因此,身體會將絕大多數的多余能量存儲為脂肪桐款,從而通過后續(xù)的脂肪燃燒來獲得大量持續(xù)的能量咸这。所以,當身體沒有足夠的食物來保持體重恒定魔眨,維持能量平衡時媳维,那么通過緩慢地燃燒儲備脂肪并降低活動水平,就可以生存數周或數月遏暴。事實上侄刽,當肝臟內糖原水平下降太多時,身體會自動切換到以燃燒脂肪為主要能量來源朋凉,如果需要的話州丹,也會燃燒一些蛋白質,以保持腦部的能量供應杂彭,因為大腦本身并沒有能量儲備墓毒。
我們?yōu)槭裁慈菀鬃兣?/h3>
從靈長類動物的角度來看,所有人相對來說都是胖子亲怠,哪怕是骨瘦如柴的人所计。
脂肪對所有物種都很重要,但是對人類尤為重要团秽,這是一個需要牢記的基本原理主胧。
兒童期體重相對于身高來說增長過度钾腺,對于將來患有代謝綜合征相關疾病是一個強有力的危險因素。超重兒童成年后易出現超重或肥胖的主要原因是讥裤,他們發(fā)育出了多于普通體重兒童的脂肪細胞,而成年后這些細胞數目是恒定的姻报。至關重要的是己英,這些多出來的脂肪細胞往往位于腹部,分布在肝臟吴旋、腎臟和腸道等器官周圍损肛。
所有人都善于將過多的能量儲存為脂肪,并且我們所有人都繼承了這種有利有弊的方式:將能量用于生長和繁殖荣瑟,但卻不能適應在能量過剩的條件下茁壯成長治拿。
我們是如何變胖的
肥胖者,尤其是腹型肥胖笆焰,越來越多的主要原因劫谅,是精加工食品提供了太多熱量,這些熱量又有許多來自糖——葡萄糖和果糖嚷掠。從加工食品中攝入的大量糖類對于我們繼承而來的消化系統(tǒng)來說太高太快了捏检。
老式的、常識性的飲食含有大量未經加工的水果和蔬菜不皆,如果你通過這些飲食攝入碳水化合物贯城,那么超重就比較困難,保持體重也就比較容易了霹娄。
幾十種基因被發(fā)現會提高人們體重增加的易感性能犯,主要是通過影響腦部。發(fā)生改變最顯著的是環(huán)境犬耻,而不是基因踩晶。因此,如果我們要想平息這一流行病香追,需要重點關注的不是基因合瓢,而是環(huán)境。
環(huán)境造成的改變比飲食更加多元透典。變化的一個主要領域在于晴楔,我們承受的壓力更大、睡眠更少峭咒,這兩個相關的因素相互勾結税弃,促進了體重的增加。
“壓力”一詞有負面的含義凑队,但壓力是一種古老的適應方式则果,是為了把你從危險的境地解救出來幔翰,并能在你需要的時候激發(fā)能量儲備。但是西壮,如果壓力居高不下遗增,那么它就會使人發(fā)胖,這是它的陰暗面款青。壓力之下的腦部認為你餓了做修,就會激活讓你感到饑餓的反射和其他一些反射,讓你減少活動抡草。最后饰及,只要引起壓力的環(huán)境因素依然存在如工作、貧困康震、通勤等燎含,你就會繼續(xù)分泌過多皮質醇,皮質醇又會導致胰島素過多腿短,后者再引起食欲增加屏箍、活動減少。
另一個惡性循環(huán)是睡眠剝奪橘忱,這個問題有時是由壓力水平升高铣除,以及因之出現的高水平皮質醇導致的,但它反過來又會升高皮質醇水平鹦付。睡眠不足還會導致生長激素釋放肽水平升高尚粘。
我們的進化史并未能讓我們很好地適應于應對無盡的巨大壓力和睡眠不足。
我們也從未適應于體力活動很少的情況敲长,但運動與肥胖之間的關系經常被誤解郎嫁。增加體力活動可能無法幫你輕易地減掉體重,但它確實能幫助你避免體重增加祈噪。體力活動的最重要機制之一是增加肌肉對胰島素的敏感性泽铛,但并不會提升脂肪細胞對胰島素的敏感度,從而導致你的肌肉攝取脂肪辑鲤,而不是你的肚子盔腔。體力活動也會增加線粒體的數量,它們能燃燒脂肪和糖月褥。
最后一個環(huán)境因素幾乎沒有被研究過弛随,那就是我們吃下去的食物不僅僅是給我們自己享用的。有切實的證據可以表明宁赤,飲食結構變化以及廣譜抗生素的使用可能會改變人們體內的微生物群舀透,從而導致肥胖。事實上决左,給工業(yè)化飼養(yǎng)的動物使用抗生素的原因之一就是促進體重增加愕够。
不管你如何看待走贪,人類就是適應于存儲大量的脂肪,但主要是皮下脂肪惑芭。從進化角度看待人體的新陳代謝坠狡,也有助于解釋為什么超重的人想減輕體重非常困難。試想一下遂跟,超重或肥胖者的體重如果不再增加擦秽,那么他們就不是處于能量正平衡狀態(tài),而是跟骨瘦如柴的人一樣漩勤,處于中性的能量平衡狀態(tài)。如果他們開始節(jié)食或增加運動量缩搅,這就意味著他們攝入的熱量少于消耗的抗果,那么就會不可避免地變得又餓又累独悴,而這又會激活他們體內的原始沖動:增加食量、減少運動。饑餓和嗜睡是古代的適應機制箱亿。
在人類的進化史上,恐怕沒有什么時候是適應于無視或克服饑餓的孩哑。但這并不意味著我們適應于過度肥胖老玛。
糖是“毒藥”嗎
圖 胰島素對細胞攝取葡萄糖的影響機制
肌肉、脂肪和其他細胞類型中含有胰島素受體瘟栖,后者位于細胞表面的葡萄糖轉運蛋白附近葵擎。通常情況下,血液中的胰島素與胰島素受體結合半哟,然后后者傳遞信號給葡萄糖轉運蛋白用以攝取葡萄糖酬滤。在胰島素抵抗發(fā)生時(如圖右側所示),胰島素受體變得不敏感寓涨,會阻止葡萄糖轉運蛋白攝取葡萄糖盯串,導致血糖水平升高。
糖尿病實際上是一組疾病戒良,其特點都是無法產生足夠的胰島素体捏。從根本上說,當脂肪糯崎、肌肉和肝細胞對胰島素的敏感性下降時几缭,2型糖尿病就開始了。這種敏感性的下降被稱為胰島素抵抗沃呢,這會觸發(fā)一個危險的反饋回路奏司。在正常條件下,脂肪樟插、肝臟和肌肉細胞中只要有胰島素存在就會攝取糖韵洋,尤其是在餐后竿刁。事實上,一些研究顯示搪缨,減肥和劇烈運動有時甚至可以逆轉這種疾病食拜,至少在其早期階段可以。
“冷默殺手”——心臟病
心臟病發(fā)作和中風有些相似副编,都是因循環(huán)系統(tǒng)中的一個明顯設計缺陷而導致的负甸。心臟和大腦像其他組織一樣,依靠極窄的血管輸送氧氣痹届、糖呻待、激素和其他所需要的分子。隨著年齡的增長队腐,血管壁會隨之變硬變厚蚕捉。如果堵塞發(fā)生在供應心肌的一根細長的冠狀動脈,那么這個區(qū)域就會整體壞死柴淘,心臟會停止跳動迫淹。同樣,如果供應腦部的幾千根細小血管中的其中一根堵塞破裂为严,都會導致大量的腦細胞死亡敛熬。
中風或心臟病發(fā)作表面看上去都很像突發(fā)事件,但在大多數情況下第股,這些突發(fā)事件一定程度上都是一個漫長的应民、漸進式發(fā)展的動脈硬化過程的終點,這個過程叫做動脈粥樣硬化夕吻。動脈粥樣硬化是動脈管壁上的一種慢性炎癥瑞妇,炎癥的根源是體內運輸膽固醇和甘油三酯的方式。
圖 動脈斑塊的形成過程
首先梭冠,低密度脂蛋白(通常是其中較小的辕狰,主要負責運輸甘油三酯)氧化觸發(fā)動脈壁炎癥。炎癥吸引白細胞控漠,并導致泡沫狀斑塊的形成蔓倍,后者使得動脈變窄、硬化盐捷。
心臟病在當代社會之所以非常普遍偶翅,其原因正是促使2型糖尿病患病率提升的新型環(huán)境條件:缺乏運動、不良飲食習慣和肥胖碉渡。一些新的危險因素聚谁,特別是酗酒、吸煙和情緒壓力滞诺,對此更是雪上加霜形导。
越來越普遍的癌癥
癌癥是一種古老的問題环疼,并非人類獨有。盡管癌癥很古老朵耕,但很少有人懷疑現代的癌癥要比過去更為普遍這一說法炫隶。
癌癥是一類棘手的疾病,既難以了解也難以治療阎曹,因為癌癥有許多種類型伪阶,每一種都有不同的病因。但是处嫌,所有的癌癥都源自某個出錯細胞的偶發(fā)突變栅贴。你體內可能已經有幾個這樣具有潛在致命性的細胞。幸運的是熏迹,多數人體內的這些細胞會保持休眠狀態(tài)檐薯,什么都不做,但有時其中的某個細胞則會發(fā)生其他基因突變癣缅,導致其功能異常,無限制地克隆哄酝,從而形成腫瘤友存。更多的突變會使這些細胞像野火一樣在人體的組織間擴散,消耗其他細胞的資源陶衅,最終導致器官衰竭屡立。正如梅爾·格里夫斯(Mel Greaves)指出的,癌癥實際上是體內發(fā)生的一種出錯的無限制自然選擇搀军,因為癌癥是自私的細胞膨俐,它們的突變使它們擁有了其他正常細胞無法比擬的生殖優(yōu)勢。此外罩句,正如環(huán)境壓力在促進人群中的進化一樣焚刺,毒素、激素以及其他給身體帶來壓力的因素設置了條件门烂,這些條件有利于癌細胞比正常細胞更有效繁殖乳愉,并入侵本不屬于它們的組織器官。然而屯远,癌細胞繁殖與自然選擇的相似性到此為止蔓姚,癌細胞的相對優(yōu)勢并不持久,最終還會適得其反慨丐。導致突變細胞在生物體內蓬勃發(fā)展最終也會導致宿主的死亡坡脐,所以癌癥很少能從一代傳到下一代。所以房揭,除了少數由病毒傳遞的癌癥以外备闲,癌癥這類疾病幾乎在每一位患者體內都會獨立地自我重現晌端,但會略有不同。
癌癥的誘因有很多種浅役。一個原因就是衰老的過程斩松,這個過程中有諸多時間促使突變發(fā)生,這也解釋了為什么癌癥風險會隨著年齡增長而升高觉既。此外惧盹,如果不幸遺傳到干擾細胞修復突變或阻止突變細胞復制的基因,也會患上癌癥瞪讼。另一組廣泛分布的癌癥常見病因包括毒素钧椰、輻射和其他激發(fā)潛在致癌突變的環(huán)境介質,有一些癌癥就是由病毒引起的符欠。
進化視角解釋了為什么現在很多人享受的富裕生活提高了他們的生殖激素水平嫡霞,加上節(jié)育措施的普及,人們的乳房希柿、卵巢诊沪、子宮或前列腺發(fā)生癌變的可能性也在隨之升高。因此曾撤,許多生殖系統(tǒng)癌癥就是失配性疾病端姚,都與大量能量剩余有關。
癌癥基本上是一種失控的進化挤悉,在此過程中突變細胞會在體內無限制地復制渐裸。正如用抗生素治療細菌感染有時會產生新問題:加快耐藥菌株進化,用毒性化療藥物治療癌癥有時可能也會使新的耐藥癌細胞占據優(yōu)勢装悲。所以昏鹃,從進化角度來考慮癌癥可能有助于我們制定更有效的策略,來跟疾病作斗爭诀诊。一個途徑是洞渤,促進良性細胞擊敗有害的癌細胞;另一種途徑是属瓣,首先促使對某種化學藥物敏感的癌細胞增生您宪,然后在它們處于脆弱狀態(tài)時攻擊它們。因為癌癥是一種身體內的進化過程奠涌,所以或許進化邏輯可以幫助我們找到辦法宪巨,更有力地打擊這種可怕的疾病。
過于富足是壞事嗎
進化不良是指我們因進化失配而患病溜畅,又由于不能根治其病因而導致患病率居高不下捏卓,甚至更加嚴重。
我們創(chuàng)造了這樣一個環(huán)境:通過能量過剩而使人患病,然后讓這些患者不必削減能量也能活下去怠晴。
10 用進廢退
雖然安全系數會增加建設成本遥金,但這又是明智和必要的,因為我們并不真正知道應該把東西造得多么結實蒜田。
如同所有的失配性問題一樣稿械,缺乏足夠的能力來應對身體的需求,往往是基因與環(huán)境相互作用的結果冲粤,其中美莫,環(huán)境在晚近時代發(fā)生了變化,以至于我們的身體不能充分適應梯捕。隨著年齡的增長厢呵,我們身上的遺傳基因不斷與環(huán)境發(fā)生強烈的交互作用,從而影響到我們身體的生長和發(fā)育傀顾。然而襟铭,這些疾病與和富足相關的疾病相比,是由于過去常見的刺激現在較為稀缺導致的短曾,而與富足相關的疾病則是由于過去罕見的刺激現在太多所導致的寒砖,比如糖。
如果在年輕時不給骨骼負重嫉拐,那么它永遠不會變得堅強哩都,如果在年輕時不給大腦以足夠的刺激,后期就會面臨很快失去認知功能的風險椭岩,甚至導致神經退行性疾病這樣的損害茅逮。當無法預防這些疾病的病因時璃赡,我們就只能坐視進化不良的有害反饋回路發(fā)生判哥。在這個反饋回路中,我們將把相同的環(huán)境傳給了我們的孩子碉考,使得這種疾病保持高發(fā)塌计,甚至患病率變得更高。廢用性疾病在發(fā)達國家的致殘和致病中占相當大的比重侯谁。這些疾病一旦出現锌仅,往往很難治療,但如果我們能夠注意到我們的身體在進化過程中是如何生長和運作的話墙贱,那么這些疾病在很大程度上是可以預防的热芹。
為什么成長需要壓力
生物體是通過基因與環(huán)境之間的無數相互作用發(fā)展而來的,所以能夠構建極其復雜惨撇、高度集成的機體伊脓,不僅運作良好,而且能夠適應各種不同的環(huán)境魁衙。當然报腔,我們不能隨意長出新器官株搔,但許多器官在生長時如果遭受到壓力,就會使它們的能力適應這種應對壓力的需求纯蛾。
身體能應對環(huán)境壓力纤房,從而調整其可觀測特征,即其表現型翻诉,這種能力的正式名稱為表型可塑性炮姨。所有生物的生長和運作都需要表型可塑性,并且隨著越來越多的生物學家參與這方面的研究米丘,他們發(fā)現的實例也越來越多剑令。
再回到安全系數上來說,為什么大自然不像工程師建造橋梁一樣建造人體呢:把安全系數提得高高的拄查,這樣我們就能適應各種條件吁津?對這個問題,主流的解釋是權衡取舍堕扶。一切都涉及妥協(xié):一樣東西多了碍脏,別的東西就會相應減少。
自然選擇的選擇機制使得表現型會根據特定環(huán)境進行調節(jié)稍算,從而幫助人體找到不同任務之間恰當的平衡點典尾,并達到恰當的功能程度:足夠,但又不會太過糊探。
身體必須在發(fā)育早期钾埂,往往在子宮內或生命的最初幾年,使用環(huán)境信號——壓力科平,來預測出成年期組織的最佳結構褥紫。雖然這些預測能幫助人體根據特定環(huán)境進行相應的調整,但是在幼年時沒有接受過適當刺激的組織可能最終并不能很好地適應未來遇到的條件瞪慧。
進化使得人體能夠“用進廢退”髓考。因為人體不是工程師設計出來的,而是生長和進化而來的弃酌,所以在發(fā)育成熟期間氨菇,為了正常發(fā)育,身體會預期將會碰到某些壓力妓湘,而且也真的會面臨這些壓力查蓉。
當人體不能接受到自然選擇給它們匹配好的足夠壓力時,我們就能預測許多失配性疾病的發(fā)生了榜贴。這些失配中有許多在人體發(fā)育早期就會顯現出來豌研,但另一些,如骨質疏松,要到年老時才會顯現聂沙。
為什么骨骼需要足夠的壓力
骨骼能做到這么多秆麸,還能做得那么好,是因為自然選擇及汉。數億年來沮趣,骨骼進化成了一種含有多種成分的單一組織,這些成分像鋼筋混凝土一樣共同創(chuàng)建出了一種材料坷随,這種材料堅硬牢固房铭,還能根據遺傳和環(huán)境信號的共同作用實現動態(tài)生長。骨骼的初始形狀受到基因的高度控制温眉,但骨骼的正常發(fā)育需要適當的營養(yǎng)和激素缸匪,才能與身體的其余部分協(xié)同生長。此外类溢,成年人的骨骼要達到正常的形狀凌蔬,必須在其生長過程中經受某些機械應力。每次移動時闯冷,體重和肌肉就會對骨骼施加壓力砂心,這會產生極小的變形。這些變形很輕微蛇耀,我們甚至都注意不到辩诞,但足以讓骨骼細胞感知到,并據其做出反應纺涤。
事實上译暂,這些變形對于骨骼發(fā)育到適當的大小、形狀和強度來說是必要的撩炊。生長中的骨骼如果不經受足夠的負荷外永,就會始終脆弱易折,像一個坐在輪椅上的孩子的腿骨衰抑。相反象迎,如果骨骼在發(fā)育期經受了很多負荷荧嵌,那么它將長得更粗呛踊,也更強壯。
基因和營養(yǎng)等因素會對骨骼生長產生重要影響啦撮,但是骨骼在發(fā)育期應對機械負荷的能力特別具有適應性谭网。如果沒有這種可塑性,骨骼就需要像布魯克林大橋那樣赃春,要把承重能力建造得比實際高出很多愉择,才能避免垮塌,這樣一來人體骨骼就會變得笨重,運動起來就需要消耗較多能量锥涕。然而衷戈,骨骼適應其力學環(huán)境的方式有一個不幸的局限性:一旦骨骼停止生長,它就不再能變粗很多了层坠。
成年的人體骨骼可能不能再長粗很多殖妇,但它們并非毫無活力,它們保留有自我修復的能力破花。在這個修復過程中谦趣,陳舊受損的骨質會被吸收,并被新的健康骨質所取代座每。
事實上前鹅,修復過程往往是通過對骨骼施加壓力啟動的。每當你奔跑峭梳、跳躍或爬上一棵樹時舰绘,所導致的微小變形都會產生信號,在最需要修復的地方刺激修復過程葱椭。你越多使用你的骨骼除盏,它就越能保持良好狀態(tài)。不幸的是挫以,反過來也是如此:骨骼的使用不足會導致骨量丟失者蠕。
自然選擇沒有讓人類適應在太空中生活,但是在地球上掐松,如果對骨骼的使用達不到進化為人體制定的標準踱侣,就會導致常見的骨骼系統(tǒng)失配性疾病,包括骨質疏松和阻生智齒大磺。
骨質疏松
有證據表明抡句,骨質疏松主要是一種由遺傳基因與一些危險因素,如體力活動杠愧、年齡待榔、性別、激素流济、飲食锐锣,相互作用引起的現代失配性疾病。最易患有這種疾病的人群是久坐不動的絕經后女性绳瘟。
成骨細胞是制造新骨的細胞雕憔,破骨細胞是溶解并清除舊骨的細胞。這兩種類型的細胞都是人體所需的糖声,如同我們擴建或修繕房子時通常必須敲倒舊墻建造新墻一樣斤彼,這兩種細胞必須協(xié)同工作分瘦,才能使骨骼實現生長和修復。
圖 骨質疏松
一個正常椎體的橫截面示意圖(上圖)琉苇,其中充滿松質骨嘲玫。圖片右側詳細顯示了吸收舊骨的細胞(破骨細胞)清除舊骨,然后由形成新骨的細胞(成骨細胞)來替代建構新骨的過程并扇。當骨的吸收超過骨的替換時趁冈,就會發(fā)生骨質疏松,導致骨量流失拜马,骨密度降低(中圖)渗勘。最終,脊椎會變得薄弱俩莽,因無法支撐身體的重量而塌陷(下圖)旺坠。
骨質疏松基本上是由破骨細胞的吸收相對太多,而成骨細胞的骨質沉積相對太少引起的扮超。隨著年齡的增長取刃,這種不平衡作用導致骨骼變得脆弱,緊接著就會發(fā)生骨折出刷。在觸發(fā)破骨細胞數量超過成骨細胞的所有年齡相關因素中璧疗,雌激素不足是最重要的。
在使得骨質疏松成為現代失配性疾病的各種因素中馁龟,其中一個最大的是體力活動崩侠,其對保持骨健康十分有利。
圖 骨質疏松的一般模型
缺乏體力活動的人在成長期的骨量一般也較少坷檩。峰值骨量出現后却音,每個人都會開始丟失骨量,尤其是絕經后的女性矢炼。缺乏體力活動的人丟失骨量的速度較快系瓢,并會較早跨過骨質疏松的門檻,因為他們開始時的峰值骨量就較少句灌。
除了體力活動和雌激素夷陋,導致骨質疏松風險提升的另一種主要因素是飲食,尤其是鈣∫刃浚現代以谷類為主的飲食結構骗绕,往往是嚴重缺鈣的。
基因變異也發(fā)揮了關鍵性作用匕荸,使得有些人更容易患骨質疏松爹谭。
骨質疏松是一種失配性疾病枷邪,某種程度上是人們提早進入青春期和壽命延長的附加產物榛搔。而那些年輕時體力活動較多且攝入鈣質較多的人往往擁有較強壯的骨骼诺凡,因此也較能抵御骨質疏松。此外践惑,如果他們在年齡漸長后仍然保持體力活動腹泌,同時攝入足夠的鈣,那么他們的骨量流失速度會慢得多尔觉。絕經后女性始終面臨著較高風險凉袱。骨質疏松是進化不良的一個常見實例,因為除非我們成功地鼓勵人們更注意鍛煉身體侦铜,多吃富含鈣的食物专甩,尤其是年輕女孩,否則我們將不可避免地面臨這種致人衰弱钉稍、代價高昂的不必要疾病的發(fā)病率繼續(xù)上升涤躲。
不明智的智齒
阻生智齒是進化失配的另一個例子。牙醫(yī)和正畸醫(yī)生在石器時代是沒必要存在的職業(yè)贡未。
數百萬年來种樱,人類并沒有在智齒萌出上遇到什么問題,在這個古老的系統(tǒng)中俊卤,基因與咀嚼帶來的機械負荷相互作用嫩挤,使得牙齒和頜骨一起實現了正常生長,但食物制備技術的創(chuàng)新攪亂了這個系統(tǒng)消恍。事實上岂昭,阻生智齒的流行與骨質疏松有許多相似之處。如果你不通過行走狠怨、跑步佩抹,以及其他一些活動來給骨骼施以足夠的壓力,那么你的四肢和脊柱就不會變得足夠強壯取董;同樣的道理棍苹,如果不通過咀嚼食物來給你的面部提供足夠的壓力,那么你的頜骨就不會長得足夠大茵汰,給牙齒提供足夠的空間枢里,于是你的牙齒與頜骨就會不相匹配,這就是其中的原理蹂午。
咀嚼食物產生的機械作用力不僅可以幫助頜骨長到合適的大小和形狀栏豺,還能幫助牙齒在頜骨內正確就位。
牙齒的形狀主要受基因控制豆胸,但牙齒在頜骨中的正確位置則受咀嚼力的嚴重影響奥洼。
重要的是,你的頜骨和牙齒通過許多過程一起生長晚胡、互相貼合灵奖,這些過程不僅包括咀嚼力嚼沿,一定程度的咬動和細嚼對這個系統(tǒng)的正常工作也是必不可少的。過去幾百年里人類的基因并沒有改變很多瓷患,但我們的食物卻變得如此柔軟骡尽,加工程度如此之高,以至于我們咀嚼的力量和頻次都不夠了擅编。
“臟一點兒”的好處
你的身體是一個微生物群的宿主:數萬億其他生物自然棲息在你的腸道攀细、呼吸道、皮膚和其他器官上爱态。我們和這些生物之間互相依存谭贪,如果消滅了它們,那么我們自己也會成為受害者锦担。幸運的是故河,抗生素和抗寄生蟲藥物不會殺死整個微生物群,但過度使用這些強大的藥物確實會消滅一些有益的微生物和蟲類吆豹,而它們的消失可能會導致新的疾病鱼的。
某些微生物和蟲類在幫助給免疫系統(tǒng)施加適當壓力方面起著重要作用。正如骨骼生長需要壓力一樣痘煤,免疫系統(tǒng)也需要細菌才能正常成熟凑阶。如同身體的任何其他系統(tǒng)一樣,免疫系統(tǒng)的發(fā)育需要與環(huán)境互動衷快,以便使其能力與需求相匹配宙橱。對有害的外來入侵者免疫反應不足可能意味著死亡,但過度反應也存在危險蘸拔,無論是以過敏反應還是自身免疫性疾病的形式师郑,過度反應均指免疫系統(tǒng)錯誤地攻擊人體自身的細胞。
有一定量的臟東西是正常的调窍,并且對于免疫系統(tǒng)的健康發(fā)育是必要的宝冕,這種觀點被稱為“衛(wèi)生假說”,這個假說是由戴維·斯特拉奇(David Strachan)首先提出來的邓萨,對我們看待許多疾病都產生了革命性的影響地梨,從炎癥性胃腸病和自身免疫性疾病到某些癌癥,甚至是自閉癥缔恳。其最初的應用是推測為何免疫系統(tǒng)有時會導致過敏宝剖。過敏的發(fā)生不是由于相對于需求的能力不足。相反歉甚,過敏是免疫系統(tǒng)對花生万细、花粉或羊毛等正常情況下無害的物質過度反應時發(fā)生的有害炎癥反應。
另一種觀點被稱為“老朋友假說”纸泄,認為許多過敏和其他不適當免疫反應出現得越來越多赖钞,是因為與我們相伴的微生物群變得嚴重異常腰素。數百萬年來,我們與無數微生物仁烹、蟲類以及其他在環(huán)境中無處不在的微小生物生活在一起耸弄。這些微生物并不是完全無害的咧虎,但較具有適應性的方法可能是容忍它們卓缰、控制它們,而不是用全面的免疫反應與它們對抗砰诵。
“老朋友假說”解釋了為什么暴露于來自動物、灰塵、水和其他來源的各種細菌柱宦,與過敏發(fā)生率較低有關抽米。另外,這個假說可能還有助于解釋暴露于某些寄生蟲有時有助于治療自身的免疫性疾病理肺,如多發(fā)性硬化摄闸、炎癥性胃腸病等,而這方面的證據也越來越多妹萨。在不太遙遠的未來年枕,你的醫(yī)生開給你的處方中可能會出現某些蟲類或糞便。
我們有很好的理由相信乎完,哮喘和其他過敏是失配性疾病熏兄,在這類失配性疾病中,是由于與微生物接觸太少導致了失衡树姨,從而矛盾性地導致對原本無害的外來物質產生過度反應摩桶。不過,免疫系統(tǒng)的作用方式遠比上面的描述要復雜得多帽揪,毫無疑問還有其他因素也發(fā)揮了關鍵作用硝清,其中很多是遺傳性的。
衛(wèi)生假說和老朋友假說認為转晰,我們治療一些免疫功能紊亂的方法有時也是一種進化不良耍缴。重點關注過敏反應的癥狀很重要,有時甚至能救命挽霉,但我們還需要更好地處理其原因防嗡,才能做到事先預防。
沒有壓力就沒有成長
壓力太小導致能力不足或不當的廢用性疾病普遍存在侠坎。也許“沒有壓力就沒有成長”這個原則最明顯的例子就是:只有多參加體力活動蚁趁,才能保證良好的身體狀態(tài)。這些壓力在人體的心血管实胸、呼吸和肌肉骨骼系統(tǒng)中觸發(fā)了多種適應性反應他嫡,可以提高它們的能力番官。心肌增強、增大钢属,動脈在生長過程中變得更有彈性徘熔,肌肉中的纖維增加,骨骼變粗淆党。
許多廢用性的失配性疾病也是進化不良酷师,因為我們沒有解決它們的病因,從而使得它們繼續(xù)流行染乌,甚至變得更糟山孔。事實上,這些問題有許多是源于避免壓力和混亂的常見基本欲求荷憋。
就像不要求孩子進行批判性推理會阻礙他們的理性發(fā)展一樣台颠,不給予孩子的骨骼、肌肉和免疫系統(tǒng)以壓力勒庄,將導致這些器官的能力無法匹配對他們的要求串前。
廢用性疾病的解決方案并不是回到石器時代。關于最常見的廢用性疾病实蔽,有一個好消息是:應對它們的努力通常是類別問題荡碾,而不是程度問題,體力活動尤為如此盐须。
人類的身體不像布魯克林大橋那樣是經過工程設計的玩荠,而是經過進化而適應于與環(huán)境的交互成長的。由于這些交互經過了數百萬代的自然選擇贼邓,每個人的身體都需要適當且足夠的壓力來調整其能力阶冈。