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1700671386 无论旧石器时代以来发生过多少自然选择,人类在过去千百年来都有着其他重要的进化途径。不是所有的进化都是通过自然选择发生的。在当下看来,更强大、更快速的力量是文化进化,它通过改变环境,而不是改变基因,使得基因与环境之间许多重要的交互关系发生着改变。人类身体中的每一个器官,如肌肉、骨骼、大脑、肾脏和皮肤,都是人体在发育过程中基因在环境信号影响作用下的产物,如力、分子和温度,而它们目前的功能会继续受到当前环境的影响。
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1700671388 虽然人类基因在最近几千年来已经发生了一定程度的改变,但文化变迁也已大大改变了我们所处的环境,这导致进化改变往往与自然选择所致者大不相同,甚至可以说更加重要。例如,烟草、某些塑料和其他工业产品中的毒素可以诱发癌症,而且往往于首次接触多年后才发生。如果你是吃着柔软的精加工食物长大的,那么比起吃坚硬难嚼的食物长大的人来说,你的脸会比较小。如果你早年生活在炎热的气候条件下,那么比起在凉爽气候下出生的人,你会拥有更多的汗腺。
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1700671390 以上,以及其他一些改变不会通过基因遗传,却可以通过文化继承。就像你把自己的姓氏传给你的孩子一样,你也会把环境条件传给他们,比如他们遇到的毒素、吃的食物以及他们感受到的温度。由于文化进化在加速进行,因此对我们身体的成长和功能产生影响的环境改变也在加速。
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1700671392 文化进化如何改变着我们继承的基因与我们的生活环境之间的交互作用,这一问题具有举足轻重的意义。在过去几百代中,由于文化的改变,人类的身体在各方面都发生了变化。我们成熟得更快,牙齿变得更小,下颌变得更短,骨骼更薄,脚部足弓往往更平,并且很多人的龋齿情况愈发严重。正如后面的章节将要讨论的那样,我们有充分的理由相信,今天有更多的人睡得更少、承受着更大的压力、罹患焦虑和抑郁,并且更有可能患有近视。此外,人类现在的身体不得不去应对诸多过去罕见或根本不存在的感染性疾病。在人体的这些变化中,每一种都有一定的遗传基础,但究其原因,基因单独所起的作用远不及环境与基因的相互作用。
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1700671394 以2型糖尿病为例,这是一种过去罕见的代谢性疾病,但如今在全球各地都变得异常普遍。有些人具有2型糖尿病的遗传易感性,这有助于解释为什么这种疾病在中国和印度这些地方的患病率快速超过了欧洲和美国。然而,2型糖尿病在亚洲的上升势头超过美国并不是因为新型基因在东方传播。相反,真正的原因是,新的西方生活方式正在席卷全球,与那些以前没有产生负面影响的古老基因发生了相互作用。
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1700671396 换句话说,并不是所有的进化都是通过自然选择发生的,并且基因与环境之间的相互作用已经发生了快速变化,有时甚至是根本性的,这主要是因为我们周围环境的改变引起了快速的文化进化。你可能携带有导致你易患扁平足、近视或2型糖尿病的基因,但传给你这些基因的遥远的祖先自己却并不会受到这些问题的困扰。因此,自旧石器时代结束以来发生的基因与环境的相互作用一直在变化,如果我们通过进化的镜头来审视这一切,将会获益良多。那么,我们从早期现代人类祖先那里继承来的基因和身体,与我们面对的环境相处得如何呢?从进化角度对这些变化加以理解有什么实际作用呢?
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1700671398 为什么医学需要一味“进化药”
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1700671400 在医生诊室里,没有什么词语能比“癌症”带来更多的恐惧了,这个词也更有可能让你想到进化。如果我明天被诊断出癌症,我首先考虑的将是如何摆脱这种疾病。我想知道是什么样的细胞发生了癌变,又是哪些突变导致这些细胞的分裂失去了控制,而哪些医学干预措施最有可能杀死这些细胞同时又不会杀死我,如手术、放疗和化疗。即便我是研究人类进化的专家,但当我自己生病时,我也很难想到自然选择理论。如果我心脏病发作、龋齿疼痛、肌腱撕裂,也会是同样的情况。当我生病时,我会去看医生,而不是去找进化生物学家。同样的道理,我的医生所接受的培训也基本不会包括进化生物学。
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1700671402 为什么会这样呢?毕竟,进化主要是发生在过去的事情,而今天的患者不是狩猎采集者,更不是尼安德特人。有心脏病的人需要的是手术、药物或其他医疗干预措施,这些医疗措施都要求对遗传学、生理学、解剖学和生物化学等领域有深入的了解。因此医生和护士不需要上进化生物学课程,而且我估计,医护人员、保险公司和医疗保健行业的其他人士也不会经常在工作时思考关于达尔文或露西的问题。正如机修工了解工业革命的历史对修车没什么实际帮助一样,为什么了解旧石器时代的人体进化史能帮助医生治病呢?
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1700671404 进化与医学无关,这个观点乍听上去似乎合乎逻辑,但这种思维方式是短视的,深究下去就会发现其缺陷。人类的身体不是像一辆车那样经过工程学原理组装制造出来的,相反,人体在代代相传的过程中经过了进化的改造。因此,了解人体的进化历史,有助于评估人体的外形和功能为什么是这样的,也就有助于评估人们为什么会生病。虽然生理学和生物化学等科学领域可以帮助我们了解疾病背后的近似机制,但是进化生物学这个新兴的领域可以帮助我们弄清疾病最初发生的原因。
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1700671406 举例来说,癌症其实是体内发生的异常进化过程。每次细胞分裂时,基因都有一定的突变概率,因此分裂较频繁的细胞(典型的例子是血细胞和皮肤细胞),或者是较多暴露于致突变化学物质的细胞(例如肺部和胃部的细胞)意外发生致瘤突变的概率也较高。这些突变导致细胞分裂失去控制,从而形成肿瘤。不过,大多数肿瘤并不是癌症。肿瘤细胞癌变需要获得进一步突变,使自身能够通过争夺营养素、干扰正常代谢,而在与其他健康细胞的竞争中胜出。从本质上说,癌细胞无非是突变的异常细胞,突变使它们的生存和复制能力超越了其他细胞。如果我们没有进化出继续进化的能力,我们就永远不会患癌。
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1700671408 进一步说,由于进化是一个仍在进行的持续过程,因此理解进化可以避免一些失败和错失部分机会,并提高我们抵御和治疗诸多疾病的能力。医学需要进化生物学,有一个尤为迫切和明显的例子,即我们治疗感染性疾病的方式,这一类疾病仍在和我们同时进行着进化。人类和艾滋病、疟疾、结核这些疾病仍然处在进化的军备竞赛中僵持不下,认识不到这一点,我们有时就会由于使用药物不当,或者贸然破坏生态环境,导致在不经意间帮助或增强了这些感染性疾病病原体的能力。预防和治疗下一个流行病需要达尔文的方法。
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1700671410 进化医学对于改善我们使用抗生素来治疗日常感染的方式,也将带来独特的视角。过度使用抗生素不仅促进了新型超级细菌的进化,也会改变人体的生态环境,其方式可能是导致新的自身免疫性疾病,如克隆病。甚至在帮助我们更好地预防和治疗癌症方面,进化生物学也有一定的前景。我们对抗癌细胞的方式往往是试图用放射线或毒性化学物质(化疗)杀死它们,但从进化的角度来看,癌症却能解释为什么这些治疗方法有时会适得其反。放疗和化疗不仅提高了非致命性肿瘤发生致癌性突变的概率,而且改变了细胞的环境,增加了新突变的选择优势。因此有人假设,不那么积极的治疗手段对患某些恶性程度较低癌症的患者可能更有益。
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1700671412 进化医学的另一个应用是认识到很多症状实际上是适应性改变,从而帮助医生和患者重新评估我们治疗某些疾病和损害的方式。你是不是经常一有这些迹象,如发烧、恶心、腹泻或疼痛就服用非处方药物?人们普遍会把这些身体不适当作必须处理的症状,想方设法使之减轻,但进化的观点指出,这些不适可能也是一种适应,就像哨兵在监视着我们的身体状态。发烧意味着你的身体正在对抗感染,关节及肌肉疼痛等问题则可能是让你停止某些有害行为的信号,比如不正确的跑步姿势或强度,而呕吐和腹泻能帮助你清除有害的细菌和毒素。
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1700671414 此外,如引言部分中强调的,适应是个很复杂的概念。人体内的适应性改变进化历史十分漫长,对我们的祖先来说,这些适应性改变增加了他们的后代的生存机会。因此,生病有时是因为自然选择对生育的青睐一般重于健康,这意味着我们的进化结果并不一定是变得更健康。例如,旧石器时代的狩猎采集者经常面临着周期性食物短缺,而且他们不得不进行大量体力活动,所以在自然选择的作用下,他们热爱能量丰富的食物,并且只要有可能就会休息,这有利于他们储存脂肪,将更多能量投入到繁殖中。从进化的观点来看,大多数饮食和健身计划都会失败,而事实也确实如此,因为我们仍然不知道如何去对抗爱吃甜甜圈和更愿意乘电梯的原始本能,这些本能曾经是适应于之前的环境的。此外,因为人体是由错综复杂的适应组成的,而这些适应有利有弊,有些还会互相冲突,所以并不存在一种完美的最佳饮食或健身计划。我们的身体充满了妥协。
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1700671416 最后,也是本书最重要的部分,思考和理解进化整体上是怎样一种机制,尤其是人类的进化,对预防和治疗所谓进化失配类疾病和其他问题来说是必不可少的。失配假说背后的理念极其简单,随着时间的推移,自然选择使得生物体适应(匹配)于特定的环境条件。例如,斑马适应于在非洲大草原上行走、奔跑、食草、逃避狮子、抵御某些疾病,并应付炎热干旱的气候。如果你把一匹斑马运到我所生活的新英格兰地区,它将不再需要担心狮子,但它会面临各种其他问题,比如难以找到足够的草料食用、冬天难以保暖、难以抵御一系列新的疾病。如果没有人为帮助的话,移居的斑马几乎注定会生病和死亡,因为它无法适应(不匹配)新英格兰的环境。
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1700671418 作为一个重要的新兴领域,进化医学提出,尽管旧石器时代以来我们在诸多方面取得了进展,但我们在某些方面仍和那匹移居的斑马一样。随着创新的加速,尤其自农业开始出现以来,我们发明或采用了越来越多的新型文化习俗,它们对人类身体的影响有时是彼此冲突的。一方面,距离现在相对较近的许多进步带来了好处:农业创造了更多食物,现代医疗和卫生条件改善降低了婴儿死亡率、延长了人口预期寿命。另一方面,众多的文化变革也改变了我们的基因与环境的相互作用,导致了许多健康问题。这些疾病就是失配性疾病,即由于我们旧石器时代的身体不能或不足以适应某些现代行为和条件而导致的疾病。
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1700671420 我认为,如何强调失配性疾病的重要性都不过分。最有可能导致死亡的就是失配性疾病,最有可能导致残障的也是失配性疾病。失配性疾病让全世界的医疗费用大增。失配性疾病都包括哪些呢?我们是怎么患上这些疾病的?为什么我们要更有效地预防它们?从进化的角度认识健康和医学,包括对人体进化史的认真思考,能怎样帮助我们避免和治疗失配性疾病呢?
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1700671422 失配假说
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1700671424 从根本上说,进化失配假说是将适应的理论应用到了基因与环境之间相互作用的变化上。总体说来,每一代的每个人都继承了上千种会与环境发生相互作用的基因,这些基因大多都经过了此前几百代、几千代,甚至几百万代的自然选择,它们改善了人类祖先在特定环境条件下生存和繁殖的能力。因此,多亏了继承的基因,我们才能适应某些不同程度的活动、食物、气候条件和周遭环境的其他方面。同时,由于所处环境的改变,人们有时(但并不总是)会对其他活动、食物、气候条件等不能适应或适应不足。这些适应不良的反应有时(但并不总是)就会致使人们生病。
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1700671426 自然选择使人体在过去几百万年里适应于食用多样化的饮食,其中包括水果、块茎、野味、种子、坚果以及其他富含纤维而低糖的食物,所以当有人大量摄入高糖低纤维的食物时,易患上2型糖尿病和心脏病这类疾病也就不那么令人惊奇了,而只吃水果不吃其他食物也会生病。但值得注意的是,并非所有新的行为和环境都会与我们继承而来的身体发生负面作用,有时某些作用甚至是有益的。例如,人类的进化史上并没有喝含咖啡因饮料或刷牙的行为,但据我所知,没有证据显示摄入适量的茶或咖啡会造成任何伤害,而刷牙更无疑是健康的,特别是如果食用很多含糖食物的话。我们也要记住,并非所有的适应都会促进健康。我们适应于爱吃盐,因为盐对我们的身体很重要,但吃太多的盐也会致病。
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1700671428 失配性疾病有很多,但它们的病因都是由环境变化引起的身体机能改变。对失配性疾病进行分类的最简单方法是根据给定的环境刺激观察身体会如何变化。从广义上讲,大多数失配性疾病发生于常见刺激增强或减弱幅度超过身体适应的水平时,或是刺激为全新的,身体对其完全不适应。简单来说,失配的原因就是刺激过多、过少或过新。例如,因为文化进化改变了人们的饮食习惯,所以有些失配性疾病发生的原因是摄入的脂肪太多,有些是脂肪摄入太少,还有些是由于摄入了人体不能消化的新型脂肪,如部分氢化脂肪。
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1700671430 还有一种思考失配性疾病起源的方法,就是随着改变环境的不同过程,个体适应环境的程度也会变化。按照这种逻辑,最简单的失配原因是迁徙,即人们迁入了他们未经适应的新环境。例如,当北欧人迁往阳光充足的地方,如澳大利亚时,他们更有可能患皮肤癌,因为浅色皮肤缺乏对高水平太阳辐射的自然保护机制。迁徙导致的失配不只是现代的问题,在旧石器时代也肯定发生过,当时人群从非洲扩散出去散布到世界各地时,会遇到新的病原体和新的食物。不过,现在和当时有一个关键的区别是,过去的人口扩散发生在较长的时间尺度上,是渐进式的,自然选择有足够的时间来应对伴随迁徙而来的失配性问题。
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1700671432 在由于环境改变导致的进化失配中,最常见、最强大的因素是文化进化。在最近几代人中发生的技术和经济变革已经改变了我们所患的感染性疾病、食用的食物、使用的药物、所做的工作、摄入的污染物、耗费和摄入的卡路里数以及承受的社会压力等。这些变化中有许多是有益的,但是后续的章节将介绍我们对其他变化适应不良或适应不足从而导致疾病的案例。此外,这些疾病的共同特征在于,导致它们发生的那些相互作用在因果关系上既不直接也不明显。有些疾病的发生需要接触多年的污染,如大多数肺癌在开始吸烟后几十年才会发生,而当人们被蚊子或跳蚤叮咬上千次时,大家也很难认识到这些昆虫有时会传播疟疾或鼠疫。
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1700671434 失配的最后一个相关原因是生活史的转变。随着身体的成熟,我们会经历不同的发展阶段,这会影响我们对疾病的易感性。例如,较长的寿命可能意味着后代数量的增加,但长寿也使你更有可能积累更多心脏和血管方面的损伤,在各种细胞中积累更多的突变。年龄增长并不直接导致心脏病和癌症,但这些疾病确实随着年龄的增长而变得越来越多见,这也解释了随着寿命的延长,这些疾病发病率增高的事实。此外,较早进入青春期也有可能增加拥有较多后代的机会,但这也增加了生殖激素的分泌,从而增加了患有某些疾病的风险。例如,在较早经历月经初潮的女性中,乳腺癌的发病率也相对较高。
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