我们总觉得人是万物之灵,身体这套精密机器进化得登峰造极,可真要较真,身上不少地方设计得相当凑合,有些缺陷从老祖宗那留到今天,一直没修好。
先说个事实,背痛、偏头痛、崴脚、痛风这些毛病,都跟身体结构的先天不足有关。有科普团队拉着生物学家和进化史,从头到脚给人体做了次体检,想看看完美的人长啥样,头一个被点名的就是脚。
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我们的脚是进化留下的一团乱麻,早期祖先遇到猛兽靠爬树逃命,所以脚最初用来抓握树枝,里面保留了大量复杂的骨头,跟今天还在爬树的猿猴差不多。
这就解释了为什么人一只脚里塞了26块骨头,这套配置为抓树枝准备,光走路用不上。
要找更合理的脚,得向鸵鸟看齐,除了人类,鸟类是少有的两足动物,人类直立行走约500万年,鸟类靠两条腿奔跑已有2.5亿年。
鸵鸟脚上只有两个趾头,每个趾头就一块骨,既能减震又能像支架一样稳住身体,跑起来又快又稳。
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直立还带来一些麻烦,脊柱原本是为四肢着地设计的拱形结构,改成竖直承重后,腰椎间盘长期受压容易突出,下肢和盆腔的静脉回流也因重力变费劲,痔疮、静脉曲张毛病,多少都跟直立姿势有关,是人类为解放双手付出的代价。
脚往上是脚踝,这地方也不省心,考古学家在约300万年前的人类化石里发现过脚踝骨折,等于我们崴脚崴了几百万年。
人的脚踝有韧带连着7块骨头,结构复杂,换成鸵鸟的脚踝,平衡和奔跑都会优化,鸵鸟腿也早被当成假肢和机器人的样板。
往上是膝盖,关于人类进化,两拨科学家意见相左,一拨认为约1万年前农业出现后,人在生理上停止进化、转向文化进化,另一拨则认为文化剧变反而让适应性进化提速上百倍,这种矛盾的争论,在研究远古历史领域常见。
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人类学家马特·卡特米尔有句话说得通透,进化的作用不是造出完美,而是造出能用的。基于这个思路,有人向叫格雷厄姆的特殊人物借膝盖,它不是真人,而是澳大利亚一次道路安全项目里,为在车祸中幸存而设计模型。
格雷厄姆由艺术家帕特丽夏·皮奇尼尼用硅胶和真人头发做成,模样有点怪,膝盖能朝各个方向弯曲,好在车流里躲闪。
我们的膝盖只能朝一个方向弯,这正是车祸时它最先受伤的原因,格雷厄姆那副松软的膝盖,反而能在撞击中保住结构。
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还有个常当反面教材的设计,叫喉返神经,它要从大脑连到喉头,直线距离很短,却偏要先下到胸腔、绕过主动脉弓再折返上来,在长颈鹿身上这段冤枉路长达数米。
这是胚胎发育时神经和血管的相对位置决定的,进化只能沿用旧图纸,没法直接改道。
身体整体布局不用大改,我们的身体左右对称,学名叫两侧对称,左边是右边的镜像,章鱼、水母、海葵这些不对称动物没有一种生活在陆地上,因为两侧对称的身体适合有方向地爬行、奔跑,这套结构从海底一路用到陆地,保留下来就行。
真正需要动刀的是生殖系统,解剖学家艾丽斯·罗伯茨曾亲自设计她心目中的完美人体,她心疼女性生下脑袋那么大的婴儿、还要冒健康风险,于是觉得人类像袋鼠一样有个育儿袋会好得多,胎儿在袋里继续发育,分娩就不必那么痛苦。
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按这个方案,孩子出生后爬进育儿袋直到发育完全,女性也就不必再长乳房。男性乳头没啥用处,因为男女来自同一套基因蓝图,胚胎早期不分性别。
男性身上还有隐患,睾丸挂在体外容易受伤,可大象、鲸鱼、海象等一大票动物,睾丸安在体内照样好好的。
口腔和肚子里也有遗留件,人类颌骨随食物变精细而缩小,智齿却还在,没足够位置萌出就会阻生、发炎,很多人只能拔掉。
阑尾则是祖先消化粗糙植物的盲肠残留,如今功能很弱,一旦堵塞还会发炎,派上用场的机会不多。
接着看肺,这东西在鱼身上早有,原本用来调节浮力,后来才演变成呼吸器官。我们的肺很娇气,肺泡组织既要通气又要换气,吸进来的空气走到死路,还得沿原路呼出去,效率打了折扣。
天鹅的肺高明,里面的气流是单向的,空气从一侧进去、另一侧出来,肺组织密度也比人高,鸟类体内还连着约9个气囊,实现双重呼吸,无论吸气呼气都有新鲜空气穿过肺部,这是它们高空飞行也不缺氧的底气。
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开头提到的痛风,根子在进化遗留,人类和一些高级灵长类的尿酸酶基因在进化中失活,没法把尿酸进一步分解成易溶物质,于是尿酸成了代谢终末产物,人在哺乳动物里尿酸水平偏高,一旦结晶沉积在关节,就会引发红肿剧痛。
说到癌症,有个值得琢磨的反差,大象体型庞大、细胞数量惊人,患癌率却只有约5%,人类则超过20%,秘密藏在叫p53的抑癌基因上,它负责抑制肿瘤,人类只有1份,大象却有20份,相当于多了19份备份,能在异常细胞癌变前清理掉。
这就牵出生物学有名的佩托悖论,按说动物越大、细胞越多、分裂次数越多,越容易得癌症,可现实里大型动物反而更安全,因为它们在进化中各自演化出了更强的抗癌机制。
另一个抗癌高手是裸鼹鼠,这种其貌不扬的啮齿动物能活30多年,几乎不生癌。
科学家发现裸鼹鼠细胞会分泌一种超大分子的透明质酸,分子比人类大5倍,能抑制细胞异常增殖,这种物质本是为在地下隧道里保持皮肤弹性,后来顺带成了抗癌法宝。
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走另一条路的是弓头鲸,它寿命极长,现有研究估计能活到约211岁,还很少得癌,因为它身上有让DNA免受损伤的突变。
不管是大象的基因备份、鲸鱼的DNA修复还是裸鼹鼠的透明质酸,未来都可能靠CRISPR基因编辑为人类所用,把这些经过亿万年检验的本事,借鉴到我们自己身上。
再看眼睛,这器官虽然精巧,却有明显的设计错误,人的视网膜是倒装的,神经纤维长在感光细胞前面,还得在眼球上开个洞汇集成视神经,于是留下盲点。要修这个缺陷,最直接的办法是向章鱼借眼睛。
章鱼和人眼乍看很像,思路相反,它的视网膜是正向的,感光细胞朝前、神经在后面,不存在盲点,对焦方式更像相机,配上硕大的眼睛,视力非常出色。
脊椎动物之所以倒装,是胚胎发育时神经组织内卷的历史路径造成的,进化只能在既有图纸上修补,没法推倒重来。
身上还能找到不少退化零件,天冷或激动时起的鸡皮疙瘩,来自立毛肌,在有毛的动物身上能让毛发竖起保暖或虚张声势,人毛太稀没用。
尾骨是尾巴的残留,眼角那点粉色皱襞是第3眼睑的遗迹,耳朵会动的肌肉也大多退化,这些都是写在身体里的档案。
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耳朵也有升级空间,人耳能听到50到20000赫兹,狗却能听到67到45000赫兹,所以它们常对我们察觉不到的动静有反应,而且狗耳朵能转向声源,不用转动整个脑袋,人耳肌肉基本退化,只能靠转头来凑。
至于神经系统,它控制全身和意识,虽然复杂却值得原样保留,神经信号靠带电的离子传递,神经细胞通过动作电位产生电信号,再靠化学物质在细胞间传递,这套系统进化得相当成熟,没必要为了改造而改造。
把修改拼到一起,所谓完美人类更像个怪物,生物学上有个朴素的道理,你以为改一处是好事,可能引发一连串连锁的坏反应。
动物没有绝对完美的,人类也一样,可这并不妨碍我们从别的动物身上取经。
鸵鸟的脚、天鹅的肺、大象的抗癌基因、章鱼的眼睛,这些经过自然筛选的本事,正是人体未来借鉴的方向,接纳不完美,同时保持好奇,或许才是更聪明的态度。
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