很多人也许会着迷于了解我们的身体到底有多完美,但事实上,尽管人体有着惊人的复杂、精妙和美丽,由无数的细胞和组织巧妙构成,但仍然有许多自相矛盾的设计,充满了许多不可逆的小缺点:
我们的膝盖还不完全适应直立行走,所以膝盖往往容易受伤;
我们的饮食结构必须依靠其他动物为我们制造维生素和营养物质;
我们追求高糖分高热量的食物,这个特性成为人类易胖的悲剧;
我们的基因里有断裂的遗传物质和曾经感染过的病毒残骸,充满了不可控因素;
我们的大脑存在认知上的偏差和偏见,间接促成人类之间的互相残杀。人类是难受孕、新生儿存活率也偏低的哺乳类动物,很多人只有通过科学的帮助,才能成功繁殖后代……
对于人体而言,这些设计显然都是不完美的。但即便如此,人体仍然在众多 bug 中顺利而高效地运作。本书的作者兰兹博士,用迷人的、动态的方式,从解剖、营养、基因和脑科学等层面切入,更巧妙地利用了丰富的动物行为学、生物学、心理学知识,娱乐与知识兼具,让读者毫无压力地了解人体的奥妙和缺陷,更为读者提供了有趣而破除迷思的解释。同时提出科学命题:我们的基因究竟会朝着怎样的方向优化?人类进化的极限在哪里?
第一章
无用的骨头和其他结构错误
为什么人类的视网膜是反向安装的? 为什么我们的上颌窦会向上排出液体?为什么我们的膝盖如此脆弱?为什么我们的椎间盘有时会“滑出”?……
我们乐于欣赏人体的卓越之美。我们羡慕那些健美运动员、优雅的芭蕾舞演员、奥运短跑运动员、身材匀称的泳装模特,以及强壮的十项全能运动员。除了天生丽质外,人体还有活力和弹性。心脏、肺、腺体和胃肠道的精密协调功能确实令人赞叹。尽管环境在不断地改变,但人类机体仍然能保持健康,这是因为人类机体有着精妙的设计,我们可以继续探索它的复杂性。任何关于人类身体形态缺陷的论述,都必须先承认人体的美和潜能要远远胜过零星分散在各处的怪异设计。
怪异设计确实存在。我们身体结构中潜藏着一些怪异的安排、低效的设计,甚至是彻头彻尾的缺陷。在大多数情况下,这些怪异设计相当中性,不会阻碍人类生存和发展的能力。如果有阻碍的话,那么进化到现在也已经被改变得差不多了。但有些设计却并非中性,且每一处怪异设计都有一个有趣的故事。
经过数百万代的演变,人体发生了巨大的演变。人类的大多数解剖结构在蜕变过程中都发生了变化,不过有一些被遗留下来。这些遗留下来的结构对于现在来说完全不合时宜, 仿佛是已逝岁月的低声细语。例如,人类的手臂和鸟类的翅膀分别执行完全不同的功能,但二者的骨架结构却具有惊人的相似性。这并非巧合。所有四足脊椎动物都拥有相同的基本骨骼底盘,它们经过演变,已尽可能地适应每种动物独特的生活方式和栖息地。
通过随机的遗传突变和定向的自然选择,人体已进化成形,但这个过程却并非一帆风顺。如果你仔细审视近乎完美且值得骄傲的人体,就能发现进化盲点中的错误,有时的确如此。
我现在看不清楚了
人类的眼睛是一个典型的例子,它展现了进化过程中产生的愚蠢设计。尽管如此,但它却成就了一件性能良好的解剖作品。人类的眼睛的确是一个奇迹,如果是从零开始设计的,很难想象它会像现在这样。人类的眼睛里蕴藏着动物进化过程中光传感如何缓慢发展的悠久历史。
在考虑眼睛令人费解的“结构”设计之前,让我先明确一点:人眼同样也有“机能”问题。例如,本书的很多读者只有在借助现代技术的前提下才能实现阅读。在美国和欧洲,30%~40% 的人患有近视 1,需要戴眼镜或隐形眼镜。没有眼镜,他们的眼睛就不能准确地聚焦光线,无法辨认超过几英尺①远的物体。亚洲国家的近视率甚至在 70% 以上。近视不是由外伤引起的,这是一个设计缺陷,仅仅是因为眼球直径过长。图像在到达眼睛后部时会强烈地聚焦,当它们最终落在视网膜上时则再次失去焦点。
人类也会患远视。有两种情况会引发远视,且每种情况都源于不同的设计缺陷。一种情况是眼球直径过短,光线在落到视网膜之后无法聚焦,这种情况下的解剖结构与近视相反,我们称之为远视。另一种情况与年龄相关,我们称之为老花眼,这是由于随着年龄的增长,眼球晶状体逐渐失去弹性,或是眼部肌肉的调节能力减退,导致无法完全聚焦,也可能是这两种生理现象同时出现。老花眼的字面意思为“老人的视力”,大约 40 岁开始出现。到 60 岁的时候,几乎每个人都无法看清书上的小字。我 39 岁了,我发现自己在阅读时,书和报纸离我脸的距离一年比一年远。看来我离戴双光眼镜的日子不远了。
其他常见的眼部问题(仅举几例)包括青光眼、白内障和视网膜脱离,以及眼睛某部位出现斑块。人类应该说是地球上进化等级最高的物种,但是我们的眼睛却非常差劲。绝大多数人在他们的一生中都会遭遇严重的视觉功能丧失,其中许多人甚至在青春期之前就遇到了这样的问题。我在经历第一次视力检查之后便戴上了眼镜,那时我才上小学二年级。我无法想象它们将会伴随我多久。我的视力不仅仅是有点儿模糊,实际情况相当糟糕,视力大约只有0.05。如果我出生在 17 世纪以前,那么在我的一生中,遇到任何距离我一个手臂长度以外的事物,我都将无能为力。就这点而言,如果是在史前时期,我甚至无法成为一名狩猎者或采摘收割者。目前还不清楚视力问题是否影响了人类祖先的繁殖成功率,但从现代人类视力问题的疯狂程度来看, 繁殖成功率对视力并没有严格的要求,至少在最近一段时期都没有直接的影响。早期视力低下的人类一定有方式继续繁衍兴盛。
与拥有卓越视觉的大多数鸟类,尤其是猛禽(如老鹰、秃鹫)相比,人类的视力可谓相当可悲。最敏锐的人眼在鸟类强大的视力面前都会自惭形秽。许多鸟类还能看到我们无法看到的光波谱区范围,包括紫外线。事实上,候鸟就是用它们的眼睛来分辨北极和南极的 2。一些鸟类甚至能“看到” 地球磁场。很多鸟类都有一层额外的半透明眼睑,这使得它们能够完全直视太阳而不用担心视网膜受损。人类如果这样做,很可能就会造成永久性失明。
这仅仅说的是人类白天的视觉。人类夜间的视力充其量也不过如此,有些人的夜视能力甚至更弱。和人眼相比,猫眼的夜视能力简直是个传奇。猫的眼睛非常敏锐,它们能在完全黑暗的环境中探测到单个光子。(作为参考,可以想象一下,在一间明亮的小房间里,时刻都有大约 1 000 亿个光子在跳动。)人类视网膜细胞中的一些光受体显然是能够感受到单个光子的,但是这些受体却无法克服眼中背景信号的影响,这使得人类的眼睛无法检测到单个光子,因此无法达到猫可以轻松获得的视觉效果。为了让人类能够感知到微弱的闪光 3,需要 5 个或 10 个光子快速连续射入瞳孔,所以猫的视力在昏暗的条件下要比人类的视力好得多。此外,在昏暗光线下,人类的视觉灵敏度和图像分辨力比猫、狗、鸟及许多其他动物都要差很多。你或许能够比狗看到更多种颜色, 但是它们在夜间却能比你看得更清楚。
说到色觉,也不是人人都正常。大约 6% 的男性患有色盲。(女性患有色盲的概率很低,因为导致色盲的基因几乎都是隐性的且位于X 染色体上。由于女性有两条 X 染色体, 如果其中一条染色体带有患病基因,另一条染色体正常,那么她就不会发病。)地球上大约有 70 亿人口,这就意味着至少有2.5 亿人不能像其他人一样欣赏这个色彩斑斓的世界。这几乎相当于美国的全部人口。
这些只是人眼的“机能”问题。它的结构设计也同样充满缺陷。令人困惑的是,其中一些结构设计缺陷会导致人眼的机能问题,而其他缺陷则不会对健康构成威胁。
自然界中最奇特的设计之一就是所有脊椎动物(从鱼类到哺乳动物)的视网膜。脊椎动物视网膜的感光细胞似乎是向后安装的—线路面向光源,而光受体则面向内部、远离光的方向。感光细胞看起来就像一个麦克风,“变热”一端有声音接收器,电线的另一端将信号传送到扩音器。人的视网膜位于眼球的后面,这样的设计使得所有小“麦克风”都朝向了错误的方向。电线的一端朝向光的方向,而接收光的一端则朝向内部的组织膜。
显而易见,这并非最佳设计。光子必须绕过整个感光细胞,才能到达位于细胞后部的接收器。当你对着麦克风的另一端说话时,仍然可以实现传声放大的效果,只不过你需要调高麦克风的灵敏度,并且更大声地说话,同样的原理也适用于视觉。
引言 来看看造物中的错误
第一章 无用的骨头和其他结构错误
第二章 人体必需的营养
第三章 基因组中的垃圾
第四章 贫育之人
第五章 为何上帝创造医生
第六章 容易受骗的物种
后记 人性未来
致谢
注释
有关人类身体的糟糕设计这方面,这是我读过的*好的书。每一页都让我学到了新东西。
——迈克尔·谢尔默,纽约时报畅销书作家,《为什么人们相信奇怪的东西》和《相信大脑》作者
在《缺陷也完美》中,内森·H.兰兹以独特的风格,诙谐的智慧和鼓舞人心的洞察力探索了我们在生物学上的不完美。在你读完后,你会对人类的各种缺陷转而欣赏起来,这些缺陷以各种惊人的方式帮助塑造了我们这个非凡的物种。
——黛博拉·布鲁姆,普利策奖获奖记者,《投毒者手册》作者
任何患有椎间盘突出的人都知道人类身体的设计并不是很聪明,但我们大多数人并没有意识到我们存在缺陷的程度。内森·H.兰兹在《缺陷也完美》中填补了这一空白,这是一本富有洞察力兼具娱乐性的轻松读物,介绍了在许多方面都没有达到设计理想的人类身体,同时也介绍了其中往往出乎人们意料的原因。
——伊恩•塔特萨尔,《地球主人》作者