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《未来人类》 裴鹏程解读

《未来人类》| 裴鹏程解读

关于作者

本书作者是生物学家、科普作者斯考特·所罗门教授。他在莱斯大学生物学系长期从事生物演化方面的研究。他曾采访多位从事相关研究的人类学家、生物学家、遗传学家、医生和心理学家,本书的多处观点都借鉴了他们的研究成果。

关于本书

作者认为,人类的演化还在持续进行:从自然环境角度来说,感染性疾病、环境引发的基因突变这些传统因素还在继续影响着人类演化,起着基础性作用。不过,随着人类平均寿命的延长、饮食习惯的改变、医学技术的进步、教育普及、网络约会的流行,社会文化因素对人类演化的影响越来越明显。同时,在人的身体内部,还有许多与我们共存的微生物,它们也在悄然影响着人类的演化。

核心内容

影响人类演化的第一变量:自然环境

影响人类演化的第二变量:社会文化

影响人类演化的第三变量:人体内的微生物

你好,欢迎每天听本书,今天为你介绍的书是《未来人类》,听书名,像是一部畅想未来世界的科幻小说,其实,这是一部生物演化领域的科普读物。它回答了一个问题,影响人类演化的因素有哪些?

关于人类的演化,目前有两种针锋相对的说法。一些人认为,“演化”是个千万年尺度的生物学词汇,它是缓慢的、循序渐进的。但还有一些人认为,从16万年前最早的人类出现,人类演化便呈现加速度,尤其是近几百年,我们的生物医学技术取得了前所未有的进步,人类似乎变得无所不能。疫苗让许多传染病消灭在萌芽状态,基因技术给了我们一把打开生命之门的钥匙。依照这样的态势,人类或许很快就会抵达演化的终点。

人类是否还在演化呢?本书的答案是肯定的。不过,本书认为,真正值得我们关注的是人类将如何演化。换句话说就是,从生物学角度来看,人类这种生物在未来有可能发生哪些变化?

为了搞清楚这个问题,本书作者美国莱斯大学生物学系教授斯考特·所罗门采访了多位从事相关研究的人类学家、生物学家、遗传学家、医生和心理学家。作者在本书开篇给出这样的回答:“我们这个物种从未停止过演化,并且我们已经进入了演化史的一个崭新阶段:它使得我们的未来更加有趣,但也前所未有地难以预测”。

本书对于未来人类演进的结果,并没有给出答案,但作者分析了影响人类演化的各种要素:从自然环境角度来说,感染性疾病、环境引发的基因突变这些传统因素还在继续影响着人类演化,起着基础性作用。不过,随着人类平均寿命的延长、饮食习惯的改变、药物和避孕措施的使用、教育普及、网络约会的流行,社会文化因素对人类演化的影响越来越明显。同时别忘了,在人的身体内部,其实还有许许多多与我们共存的微生物,它们也在悄然影响着人类的演化。

下面,我们跟随作者,由外向内了解影响人类演化的三大要素:自然环境、社会文化和人体内的微生物群落。

自然环境是影响人类演化的基础要素。

其中,感染性疾病非常关键。作者直白地说:“感染性疾病是我们演化历史中最重要的驱动力,并且我们有充分的理由相信,它们在我们这个物种未来的演化中依然发挥着举足轻重的作用。”一些感染性疾病其实已经伴随我们成千上万年了。比如,疟疾导致人类死亡的历史就可以追溯到16万年前,也就是人类这个物种的诞生之初。

我们以疟疾为例,来看感染性疾病如何影响人类演化。

在20世纪中叶,一位叫安东尼·艾利森的医学毕业生参加了一项在非洲肯尼亚的调研工作。艾利森承担的任务是采集当地民众的血液样本。他在本土居民的血液中发现了镰刀形红细胞。正常的红细胞是圆盘状的,上下两面向中心凹陷。但镰状细胞疾病患者,红细胞发生变异,两段变尖,看起来就像一把镰刀。患有这种疾病的人,轻则贫血疼痛,重则有中风、死亡的风险。奇怪的是,在当地不同人群的血液中,镰状细胞出现的频率是不一样的。有的地区,超过20%的人出现了镰状细胞的性状,而有的地区,这个比率却低于1%。这是由于族群不同导致的吗?其实,这与疟疾患病率相关。

艾利森对此展开了实验,他发现,镰状细胞患者感染疟疾的概率更低。由于血液样本主要来自成年人志愿者,艾利森谨慎地猜测,是不是这些成人在儿时接触过疟疾,因此产生了免疫力呢?于是,艾利森在政府医疗工作者的协助下,又检测了没有得过疟疾的未成年人的血液样本,结果进一步佐证了他的发现,镰状细胞患者感染疟疾的概率确实更小。

后继的研究者们给我们描绘出了镰状细胞与疟疾发病率之间的相关性,以及疟疾影响人类演化的方式。

俯瞰整个欧亚大陆,撒哈拉以南的非洲、地中海地区以及中东地区,都是疟疾的高发地区。在正常情况下,如果人的基因发生突变,体内出现镰状细胞,随之引发贫血、疼痛,这是不好的。但如果是在疟疾肆虐的地区,比如前面提到的那些地区,疟疾的威胁要更大,尤其是对抵抗力较弱的儿童和孕妇来说,往往是致命的。在这个时候,人类演化就会本着“两害相权取其轻”的原则,那些发生基因突变,携带镰状细胞的人,侥幸躲过了疟疾并留下更多后代。

你看,正常细胞突变成镰状细胞,在无疟疾的地方是生存劣势。但是到了疟疾高发地方,疟疾是更恶劣的生存压力,所以突变带来了生存优势。带有镰状细胞的人反而要比正常人,更不容易得上疟疾。

自然环境正是借助这样的方式来通过感染性疾病影响人类演化的。正如作者所说:对未来人类而言,怎样的基因具有生存优势,或要参考具体的生存环境和技术水平。也就是说,一个基因的突变,是好是坏,要看你的生存环境和技术水平,综合评估。不是说一个基因突变了,就一定是坏的。

有的时候,应对同一个自然环境的问题,人体演化也会演化出不一样的解决手段。例如,如何在高海拔环境下生活?

作者提到,学界曾对南美安第斯山区的秘鲁原住民进行了研究。与那些生活在海平面水平的低地原住民相比,生活在海拔约3962米的安第斯原住民血液中的含氧量更高。这是因为,在自然环境的选择下,安第斯人演化发展出更大体积的胸腔,以保证体内血红蛋白有比较高的浓度,从而维持氧气的有效供给。但长期生活在第斯山区的人,也会患上一种名为“慢性高山病”的疾病,这种病的直接成因是体内的红细胞太多了。毕竟山区海拔高,氧气稀薄,生成更多红细胞来帮助身体适应低氧环境,好像是唯一的办法。

不过,同样是在高原地区生活,我国藏区的居民和南美安第斯的居民就不太一样,藏区居民也能非常好地适应在稀薄空气中生活,不过在他们的血液中,血红蛋白和携氧量都低于安第斯人。 青藏高原是世界上最高的高原,藏区空气的含氧量仅为低海拔地区的百分之四十,藏区区民如何在这种艰苦的环境下生存呢?

研究人员发现一个有趣的现象,藏区居民呼气的时候,一氧化氮的气体浓度比安第斯人的要高。一氧化氮可以让血管舒张,使更多的血液以更快速度通过。而且,藏区居民的肌肉中拥有更多的毛细血管。这些薄薄的毛细血管网络把氧气运送到身体各处。你看,既有高血流量,又有更强大的毛细血管,得益于这两点,虽然藏区居民的血液中含氧量低,但利用率非常高,可以在高海拔地区正常生活。

而且,与安第斯人相比,藏区居民很少患上慢性高山病。原因很容易理解,慢性高山病与血红蛋白浓度升高有关,但藏区居民的血红蛋白浓度并不高。看起来,藏区居民要更胜一筹。

人类应对高海拔生存问题只有这两种方案吗?

随着科技进步,人类掌握的基因数据越来越庞大。后来,有学者在东非埃塞俄比亚高原考察时发现,人类在应对高原缺氧这个问题上,还演化出了第三种模式。埃塞俄比亚高原上生活着阿姆哈拉人,他们在这里生活超过7万年。阿姆哈拉人血液中的血红蛋白含量与藏区居民类似,都比较低。但不一样的是,藏区居民血液中血红蛋白及其含氧量都低,但在阿姆哈拉人血液中,血红蛋白含量低,但含氧量要显著高于藏区居民。

你看,面对自然环境带来的生存压力,人类并不是完全被动的,人类可以根据具体情况,选择不同路径,演化出不同的解决方案。

自然环境是影响所有生命演化的最基础的要素,不过,与其他生命相比,人类的演化还受到一种独特因素的影响,这就是社会文化。

尤其是随着现代社会的发展,科技、医学、文化、教育对人类演化产生影响不仅程度深,而且方式直接,效果明显。你会发现,社会文化对人类演化的影响,往往会改变原有的自然环境影响的路径。

例如,在动物界,雄性有很多手段争夺配偶,最有名的便是雄孔雀华美的羽毛。生物学家发现,雌孔雀更偏爱尾巴上有眼状斑点,毛色更加鲜亮多彩的雄性孔雀。你或许没有注意到,除了漂亮的羽毛外,雄孔雀腿上还有非常锋利的刺,这是对付“情敌”武器,当有其它雄性接近、争夺雌孔雀的时候,锋利的刺便派上用场了。

有漂亮羽毛的雄孔雀吸引力大,人类也有类似的情况,研究人员发现,脸部对称的男性会散发出更有吸引力的气味,更容易受到女性喜爱。

新墨西哥大学生物学教授桑希尔曾做过这样一个实验。他招募了一批男大学生作为被试者,他们被要求连续两晚穿同一件全新的棉质T恤,期间不可以使用香水,不可以吸烟或食用味道强烈的食物。随后,这些T恤被拿到实验室中,让参与研究的女性被试者选择。女性被试者会根据自己感受到的味道舒适、性感或强烈的程度进行评分。结果是面部对称的男性的衬衣获得了更高的分数。

作者提到,对女性来说,气味一直以来都是选择配偶时的一个重要因素。而男性脸部对称性会通过基因在气味上表达出来。自然演化赋予了女性判断这种气味的能力。这背后有个朴素的道理,一个脸型对称的人,往往意味着他的基因表达的是正常。一个脸型奇怪的人的基因组中很可能还潜藏着其它的基因异常,人类当然想要本能地避免这些异常出现在后代身上。 大量的调查证明,脸型对称的男性在一定程度上拥有更多的孩子。

自然选择使人类演化出一套求偶的本领。但随着科技的发展,许多因素都改变了这一点。比如,社交媒体对人类演化产生非常直接的影响。

近些年,“在线约会”流行起来了,这种约会方式直接改变了选择伴侣的各项条件的排序,比如气味这个重要因素,在没有社交媒体的时代是非常重要的,只有“气味相投”的人才有机会走到一起。但“线上交友”会把这个重要因素向后排,只能等到谈得差不多了,实际见面的时候才能启动。

而且,对于那些性格内向的人来说,社交媒体无疑是福音。在以前,他们面对异性谈情说爱的机会很少,但现在获得了更多表达自己的机会。作者在书中举了自己的例子。二十四岁的时候,作者通过社交媒体认识了一位女生。那个时候,作者的身体已经发福了,如果是在现实生活中约会,这是个显而易见的麻烦。不过,在线上沟通的时候,作者可以选择一张形象好一些的照片,这为他争取到更多聊天的机会。最终,作者凭借自己的学识、涵养和幽默俘获了那位女生的好感,并成功线下见面。你看,社交媒体往往能给缺少魅力的人多一些机会,帮助他们更快地找到配偶,并孕育下一代。

除了社交媒体以外,避孕技术也会影响人类演化。作者提到,激素类避孕药是美国最常见的避孕手段。但研究发现,服用激素类避孕药会影响本人对气味的偏好,原本“气味相投”的人,可能会变得不再和谐,不再满意。

除了恋爱以外,社会文化还会通过影响人类的生育,来影响人类的演化路径。

有一位做人口学研究的博士在加拿大榛子岛做过调研。她发现,在1800年到1939年出生的几代人中,女性成为母亲的平均年龄由26岁降低到了22岁。 之所以有这样的现象,其实是自然选择的结果。作者提到,在没有外界影响的情况下,自然选择会使人类倾向于更早生育。这有利于人口繁衍,壮大社群。

但教育机会普及、工作机会增多、避孕药的使用、现代医疗的发展,在许多因素的推动下,女性首次生育的年龄逐年升高。这就意味着,一对夫妇在一生中拥有的孩子数目会有所减少。

作者特别提到,在生育比较晚的家庭中,父亲一方对子女会产生更大的影响。有学者研究了北欧国家冰岛,从1980年到2011年间,父亲在第一个宝宝诞生时的平均年龄从28岁增长到33岁。通过比较冰岛父母及其子女的全基因组数据发现,父亲比母亲传递了更多的突变给后代,并且父亲的年龄越大,后代获得的突变就越多。原因是,与女性的卵子不同,男性的精子可以在一生中持续产生,而年纪较大的男性所产生的精子来源于已经分裂多次的细胞,这会为突变的发生提供了大量机会。这会带来什么后果呢?有学者猜测,年龄较大的父亲所生孩子,患有精神分裂症和自闭症的可能性更高。

作者还提到一个很有意思的例子。你是否听过一个词叫“祖母假说”,这是1957年演化生物学家乔治·威廉斯提出的。他发现,人类在生育方面,有个不同于其他物种的特征,就是祖母和外祖母会参与抚养第三代人,这在其它物种中是很难看到的。

之所以有这样的独特现象,威廉斯认为,这是人类演化出的一种降低生育风险的办法。人类婴儿有一颗大脑袋,这给母亲分娩带来巨大风险。对于年龄偏大的女性来说,风险可能会加倍。所以,从演化角度出发,对于那些已经有了孩子的年长女性而言,最好不再生育了,而是转而集中精力抚养孙辈,这在女性身体上表现为绝经现象。这种演化,一方面,能帮年长女性免去分娩的痛苦与风险;另一方面,如果一位女性倾尽全力保护孙辈们的生存,那么孙辈们长大成人并拥有自己的孩子的概率就更大,这同样达到了繁衍后代,延续基因的最初目的。

不过,随着医疗技术进步,女性分娩的危险已经大大降低。现代核心家庭模式,也使养育子女的责任主要集中在父母身上,祖母抚养孙辈的角色已经不再像传统社会中那样重要了。作者调查了祖父母和孙辈们之间的居住距离。在1900年的美国,65岁及以上的居民中有57%生活在一个多代家庭中。但80年后,到了1980年,仅剩下17%。而且,40岁以上女性生育的比率在不断上升,作者猜测,或许在未来,女性将很有可能完全不再出现绝经。我们不得不承认,在人类演化中,社会文化因素发挥的作用越来越大。

前面我们提到了影响人类未来演化的两大要素,第一是自然环境,这是最基础因素,第二是社会文化,会改变自然环境带来的影响。此外,还有一大要素常常被我们忽视,这就是人体内的微生物。作者这些微生物称作“小伙伴”。

在很长一段时间内,人们会把人体内的微生物粗暴地分为两类,一类是应该被杀掉的“坏蛋”,还有一类是搭顺风车的“无害乘客”。其实,在人体的微生物丛林中,更多的应该是被划入第三类的“小伙伴”,也就是那些与人类存在共生演化关系的微生物。

要注意,这些“小伙伴”不只是我们熟悉的益生菌,很多一直被人类诟病甚至恐惧的微生物,其实也发挥着意想不到的功能。

就拿幽门螺旋杆菌这种微生物来说,它们生活在胃壁上那层口口的黏液中,是少数几种可以耐受胃液这种极端酸性环境的微生物之一。过量的幽门螺旋杆菌还会引发胃溃疡,甚至胃癌。所以,医生提倡要预防这种致病的微生物。

但作者在书中明确提到,越来越多的证据表明,幽门螺旋杆菌或许也在为人体做着贡献。作者引用了美国感染性疾病专家马丁·布拉泽团队的研究成果:幽门螺旋杆菌可以帮助调节胃酸产生,从而起到阻止胃酸反流的作用,进而预防食道癌。另外,幽门螺旋杆菌还可以借助胃壁上的特殊细胞,与我们的免疫系统进行交流,在防止过敏和哮喘方面发挥一定作用。如果没有幽门螺旋杆菌,人们可能更容易患上慢性胃酸反流,以及哮喘等疾病。其实,幽门螺旋杆菌与人类共存已经有十万年了,曾陪着人类从非洲走到全世界,但在最近几十年,幽门螺旋杆菌正在迅速减少。布拉泽发现,2002年至2006年间出生于荷兰鹿特丹的孩子中,胃里有幽门螺旋杆菌的人数比他们的母亲少了75%。

在人体内,像幽门螺旋杆菌这样的微生物还有很多,关于它们的研究还在进行中。在更确切的研究结果发布之前,不妨记住布拉泽说的那句话:“大家应该以更微妙的眼光看待细菌对人类健康所发挥的作用”。

微生物在影响我们的演化,而我们也在不断改变微生物的生存环境。

随着人类逐渐涌向城市,人体内的微生物多样性正在丧失。生态学家有个几乎一致的观点:更加亲近大自然的乡村地区,生物多样性会远胜于城市中的人。而生物多样性越强的地区,在面对变化时的复原能力也就会越强。 可以想到,习惯了城市生活的人更容易出现一些特殊的病症。这不是近些年突然出现的,在人类历史上,只要人类生活环境发生剧烈变化,人类就会出现一些奇怪病症。新西兰的古DNA专家艾伦·库珀领衔的研究团队发现,伴随着农业和发展和工业革命完成,人类口腔微生物群落发生了两次剧变。在这两次转变中,微生物的多样性降低,结果是口腔内导致龋齿和牙周疾病的细菌越来越常见。作者猜测,饮食的巨大变化是造成我们消化系统微生物种群改变的重要原因。

除了城市生活使人类脱离自然以外,现代社会的一些进步之处也伤害了微生物,进一步影响了人类的演化。比如,抗生素能帮助我们有效对付结核病、麻疹和甲型肝炎等疾病,但恰恰是在这些疾病发病率下降的20世纪下半叶,新的问题出现了,比如肥胖、食物过敏和癌症,作者称之为“现代瘟疫”。人类在婴儿期如果接受过抗生素治疗,会比没有接受过抗生素的孩子更容易肥胖。甚至,“无菌环境”这种人类医学的伟大进步也会引发很多问题,研究发现,通过剖宫产出生的孩子,要比顺产的孩子更容易肥胖,也更容易患上哮喘或出现其他过敏反应。

到今天,我们已经充分认识到了微生物与人类的共生关系,但对它的了解还十分有限,可见,我们对微生物的认识还有漫长的路要走。2008年,美国国立卫生院启动了“人类微生物组计划”。首要目标是为生活在健康人体内和体表的微生物物种创建一份详细的清单,这份清单被命名为“核心微生物组”。研究者将关注的焦点集中在身体的五个主要部分,分别是:皮肤、口腔、上呼吸道、小肠和阴道。这些地方拥有人体内最出色的生物多样性。

到这里,本书的主要观点就为你介绍完了。

做个小结。人类还在演化吗?答案是肯定。只不过我们的演化之路与以往不同。

在过去的演化中,人类演化主要受自然环境影响。自然环境会筛选出能够适应现状的生命体。但人类并不只有被动接受,面对同一个问题,人类可以找到不同的解决路径。比如,同样是应对如何在高海拔生活这个问题,南美安第斯人的办法是演化出更大的胸腔,提高血红蛋白量;我国藏区原住民则是演化出提高血氧利用率的能力;而在东非的埃塞俄比亚,阿姆哈拉人的血红蛋白含量低,但含氧量较高,问题同样解决了。

随着社会发展,科技、教育等因素越来越频繁地打乱自然环境规划的人类演化路径。比如,小小的社交媒体竟然改变了人类求偶婚恋的逻辑;晚育的观念,避孕的技术,竟然会改变人的基因。

当我们关注外部因素的时候,别忘了看看自己的身体。在我们体内,有一个正在运转的小小世界,这里有一群与我们共存的“小伙伴”,这就是微生物们。它们种类丰富,数量众多,随着研究不断入,通往未来人类的大门或许将被打开。

作者在本书最后一章中提到一句让人毛骨悚然的话:我们所在的这颗星球在历史上已经发生过五次全球范围内的毁灭性事件,随着人类的发展,生物多样性的丧失,我们很有可能即将面临第六次大灭绝。

其实,我们并不需要因此开始过上杞人忧天的生活。截至2021年11月,全球人口数已经突破79亿,不久之后将迈入80亿大关。 随着人口增多,规模变大,人类社会的问题越来越复杂。但这或许是件好事,正如人类追求生物多样性一样。创新更容易在复杂性中结出果实。问题越多,意味着解决手段越多,相信,人类的未来之路会越走越宽。

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划重点

  1. 在过去的演化中,人类演化主要受自然环境影响。自然环境会筛选出能够适应现状的生命体。

  2. 随着社会发展,科技、教育等因素越来越频繁地打乱自然环境规划的人类演化路径。

  3. 在我们体内,有一群与我们共存的“小伙伴”,这就是微生物们。它们种类丰富,数量众多,随着研究不断入,通往未来人类的大门或许将被打开。