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《我们为什么会生病》:生物医学领域的重要著作:疾病背后的科学解释
铛铛铃2025-09-20【科普】398人已围观
简介
今天给你解读的书是《我们为什么会生病》。
我们的身体似乎设计得十分精巧,在漫长的演化过程中,身体塑造出诸如眼睛、大脑、心脏之类精致灵巧的器官。但它也给我们带来了很多困扰,比如感冒、近视、蛀牙、高血压、糖尿病等等。为什么设计如此精巧的身体,却会留下这么多缺陷,害我们遭受疾病的痛苦呢?
《我们为什么会生病》这本书可不是教你如何养生,而是放眼历史长河,从演化医学的角度,讲述了人类身上那些疾病存在的道理。这本书由伦道夫·尼斯和乔治·威廉斯两位教授合作完成。
伦道夫·尼斯是美国亚利桑那州立大学演化与医学中心主任,他在演化心理学和达尔文医学研究领域享有盛名,组建了人类行为和演化学会,并曾担任主席。另一位作者乔治·威廉斯生前是纽约州立大学生物学教授、美国科学院院士,他在性别演化研究领域有着杰出成就,1999年获得了有生物科学“诺贝尔奖”之称的克拉福德奖。
两位教授都对演化医学有着深入的研究,所以呢,对于我们为什么会生病这个问题,两位教授从演化医学的角度给出了令人惊讶的同时又极具说服力的解答。他们从六个方面解释了疾病的成因,分别是防御、感染、新环境、基因、折中方案和历史问题。听上去很玄乎,那接下来一个一个为你解释。
第一,疾病可能是一种防御手段。很多症状表面上看起来是疾病,其实是身体防御外敌入侵的表现。作者首先提出了这样一个问题:假设在猫和老鼠的斗争中,你站在老鼠一方,老鼠说它讨厌猫的气味,闻到猫的气味就会让它紧张不安,丧失食欲。现在恰好有一种药,能使老鼠的嗅觉变迟钝,让它闻不到猫的气味,那么你会给它用这种药吗?显然啊,任何一个思维正常的人都不会给老鼠用这种药,因为这会让老鼠察觉不到猫的逼近,当然也就不可能及时避开猫的爪子,这可比丧失食欲严重多了。
人类身上出现的许多疾病症状,也是基于同样的逻辑。那些让我们感到不适的症状,往往都是为了解决更加严重的问题。比如说发烧,体温升高能够提升机体免疫系统的活性,提高它们抵抗细菌的效率。越来越多的医生意识到,贸然给孩子开退烧药,也许并不是最好的选择。华盛顿大学的医学教授丹尼斯·斯蒂文森说:“某些情况下对发热病人进行退热治疗,有可能导致感染性休克,人为进行退烧会阻碍免疫系统发挥作用,引发严重后果,甚至会危及生命。”
类似的例子还有疼痛。有一种疾病叫做遗传性感觉和自主神经障碍,这种疾病的患者天生感觉不到疼痛,他们的人生会十分悲惨。正常人在触摸到滚烫的东西时,皮肤传来的痛感会让人迅速把手缩回来,但一个没有痛觉的人对此丝毫没有觉察,他会一直抓着高温的物体,直到深度烫伤。事实上,一系列的跟踪研究发现,生来就不能感觉疼痛的人几乎都活不过30岁。
还有很多其他的例子,比如呕吐是为了清除胃部的毒素,咳嗽是为了驱赶呼吸道里的细菌。总而言之,站在演化的角度来看,当人体机器受到干扰,不能正常运转的时候,就会主动表现出一些症状,让人感到不舒服,靠这样的方式吸引我们的注意,逼迫我们采取应急措施,防止情况恶化。发烧、疼痛、呕吐、咳嗽,这些症状并不是演化过程中遗留下来的缺陷,反而是演化赋予我们的重要防御能力。
第二,发生感染,是因为人类在和微生物的竞赛中输了。感染是由致病微生物引起的,比如沙门氏菌或引起肠炎的细菌。人体在演化过程中获得了强大的防御能力,但微生物也同样在演化,而且微生物的繁殖远远快于人类,常常在感染与免疫的军备竞赛中取得领先。
作者用狐狸和兔子来比喻人与致病微生物之间的关系。如果狐狸跑得很快,那么只有比狐狸更快的兔子才能活下来,而当速度慢的兔子都被吃完之后,剩下的都是速度快的兔子。于是呢,那些追不上新兔子的狐狸会被饿死,唯有速度更快的狐狸才能存活下来。人和致病微生物的情况也差不多,只有成功抵抗微生物入侵的人,才会获得繁殖后代的机会。可以说,今天的我们都是成功者的后代,每个人都具有强大的免疫力。
但微生物也同样有繁殖的需求,而且微生物的繁殖速度远远快于人类,它们常常会发展出更狡猾的手段,绕开人体的免疫系统,留下自己的后代。在这样的军备竞赛中,人就像是拼命逃亡的兔子,总在追求更强大的防御手段,致病微生物就像追猎兔子的狐狸,唯有最狡猾的个体才能获得成功。
当然,这只是理论上的推测,我们无法在今天重现那样的演化过程。不过呢,我们可以从抗生素的案例中看到军备竞赛的激烈性。以葡萄球菌为例,它是最常见的致病微生物。在1941年,青霉素可以杀死所有葡萄球菌,但到了1944年,便已经出现了能够抵抗青霉素的菌株,而在今天,95%的葡萄球菌菌株都对青霉素具有了一定程度的抗药性。也就是说,在抗生素的进攻下,那些抵抗能力弱的葡萄球菌被迅速淘汰,存活下来的都是突变新种,它们升级了防御手段,能够抵抗青霉素的威胁。
在这个案例中,致病微生物处在防御者的地位,而进攻者则是人类发明的各种抗生素。人类和致病微生物之间永无休止的军备竞赛,决定了演化无法一劳永逸地解决感染问题。更重要的是呢,相比于人类的繁殖速度,微生物的繁殖速度要快得多,这意味着它们突变的几率更大,能够尝试的策略更多。我们之所以会生病呢,并不是因为人类的演化不够好,而是因为微生物的演化速度更快,更容易找到入侵人体的新手段。
第三,很多现代疾病的发生,是因为人类的身体还不能适应新环境。我们的身体是在远古草原环境中定型的,它还远不能适应现代环境,比如唾手可及的垃圾食品、办公桌前的久坐不动。高血压、糖尿病、腰肌劳损,这些现代疾病都是新环境给我们带来的。
为什么新环境会给我们的身体带来威胁呢?人类经历过漫长的石器时代,那是个物质极度匮乏的时代,人类很难得到充满糖分或者脂肪的食物,几乎一生都面临营养不足的威胁。严酷的环境逼迫我们抓住一切机会摄取养分,当人们幸运地得到富含糖分的果子或蜂蜜,或者是饱含脂肪的动物肌肉或者油脂,更要尽情吃喝,大快朵颐,把这些来之不易的养分吸收存储下来,以便挨过那些食不果腹的日子。在艰难的环境中,这是演化教给我们的求生之术。
但这种适应能力放到充满了果汁、软糖和巧克力蛋糕的今天,却给我们带来了极大的麻烦。今天我们能吃到的油脂和糖分远远超过了生理需要,然而呢,源自石器时代的味觉并没能跟上环境的变化,我们的身体依旧抵制不住这些物质的诱惑,因为我们曾在数百万年苦苦追求它们。味觉与环境错位的结果,这就让无数现代人受到肥胖、高血脂、糖尿病的困扰,却依然管不住自己的嘴。
而且还有一个问题,演化需要残酷的优胜劣汰才能发挥作用。随着技术的进步,人们治疗疾病的能力越来越强,那些不适应新环境的基因也会继续保留下去,这无疑阻碍了演化机制发挥作用。人类无法及时适应新环境,但致病微生物的表现却比人类好得多。比如军团病,那是一种由军团菌引起的肺炎,它很难在人与人之间传染,所以呢,原本很难大规模传播。但是它可以通过水雾感染人体,随着汽车、水箱、中央空调等设备的普及,军团菌找到了适合它们容身的环境,从而成为一种新的威胁。
总而言之,我们的身体是在几百万年的原始生活中塑造出来的,自然选择还来不及重新改变我们的身体,以便配合高糖高脂的食物,配合汽车和中央空调,配合拥挤的地铁和狭小的办公隔间,许多现代疾病都是由此而产生的。
第四,很多致病基因是侥幸逃脱自然选择的漏网之鱼。演化机制能淘汰掉劣质基因,留下优良基因,但它选择的标准是繁殖,而不是生存,所以不会妨碍到繁殖的劣质基因就被保留了下来。
先说说演化机制是如何筛选基因的。作者举了英国飞蛾的例子。英国的工业革命时代,伦敦的烟煤污染十分严重,浅色的蛾子生活在被煤烟熏黑的树丛中,很容易被鸟儿捕食,而一种数量很少的基因突变蛾种,因为颜色与树丛相似,就能避开捕食的鸟嘴。当树丛颜色继续变深时,深色的突变基因就迅速传播开来,取代浅色基因成为优势蛾群。但这个例子会给人一种错误的印象,似乎演化机制倾向于筛选出最适合生存的基因。实际上生存本身并不重要,比如一年生的野花,它们只繁殖一次就会死去,再比如雄性螳螂,它们为了和雌性交配繁殖,不惜冒着死亡的危险。
其实,基因的目标并不在于个体的生存,而在于群体的繁殖,只有对繁殖后代有用的基因才会续存下来,哪怕繁殖过程会威胁到个体自身的生存。正像英国生物学家道金斯所说的:“个体可以看成是基因制造出来复制基因的工具,被基因利用之后可以抛弃。”意思是人是基因的工具。
从这个角度出发,如果人类的各种疾病,不管是抑郁、痛风、近视,还是心梗、中风、癌症,只要它们不会影响到繁殖能力,那么导致这些疾病的基因就会得到保留,并会一代代延续下去。
关于基因以繁殖为重的特征,亨氏舞蹈病是个很好的例子。亨氏舞蹈病是一种严重的遗传疾病,患病者会出现记忆衰退、肌肉抽搐等症状,致病基因的源头可以追溯到17世纪的欧洲家族。为什么这种破坏性的基因没有被演化淘汰掉呢?答案很简单,因为这种疾病通常只在40岁之后才会展现出症状。换句话说,在这种基因表现出破坏力之前,它早已经通过繁殖传播到下一代身上了。
还有一个问题,对于基因来说,什么才是最适合的呢?看看人类自己,对“适合”这个词也会有不同的理解。取得金牌的运动员与获得诺贝尔奖的科学家,哪一个才是最适合的基因?如果孤立去看某个个体、某种基因,其实并不存在所谓的适合或者适应,只有把基因放在特定的环境中去比较和考察,适者生存才会有具体的意义。
假设有一种基因让兔子更胆小,它们就更容易躲开狐狸,但在严酷的冬天来临时,这些胆小的兔子也会因为不敢外出寻找食物而活活饿死。所以同样的基因,在不同的环境下,也许就会产生完全相反的作用。回想前面讨论过的视糖基因,放在糖分匮乏的远古时代,它是有利于我们生存的,但放在糖分充足的现代,它就是导致我们肥胖和糖尿病的罪魁祸首。
因此,我们可以对基因的特性做出这样的总结:首先,基因只在乎繁殖,不在乎生存;其次,基因的适应性必须放在特定环境中才有意义。
第五,有些看似反人类的设计,可能是人体面临艰难选择的折中方案。人体的设计并非完美无缺,很多时候呢,面对两个都不够完美的选择,演化只能折中选择危害较小的那个。这方面的典型例子是镰刀状红细胞贫血症,那是一种严重的遗传疾病,基因的缺陷导致患者只能生产镰刀状的红细胞,引发严重的贫血,患有这种疾病的人通常活不过40岁。但镰刀状红细胞却有一个出人意料的优势,它对疟疾具有很强的抵抗力。因此啊,特别是在疟疾肆虐的非洲地区,镰刀状红细胞反而变成了一种演化上的优势。可以说,正是为了抵抗疟疾原虫的感染基因,在治病和防御之间做出了妥协,采用了这种杀敌1000、自损800的方式,将红细胞变成不正常的镰刀形状。
人类婴儿的弱小无助也是折中的结果。与其他的灵长类动物相比,人类的婴儿出生时并不成熟,更不要和一生下来就能站立的小马驹相比了。因为人类的脑袋太大,而女性的盆腔口太小,这使得生育特别危险。为了尽可能降低生育的风险,人类不得不选择提早生育,在婴儿头骨完全闭合之前完成分娩。其实啊,我们每个人都是早产儿。凡此种种并不是演化的失误,而是精心权衡的结果。在这里呢,作者强调说,我们需要透过貌似失误的表象,看到背后的潜在益处。
第六,很多人体设计的毛病,还可能是历史遗留问题。演化没办法突然大幅修改设计,只能慢慢积累微小的改变,而每个小改变都要有明确的好处,才能保留下来,这导致历史遗留问题很难被解决。
以咽喉的结构为例,我们的嘴长在鼻孔下面,但到了颈部和胸腔,食管又会跑到气管后面,这就迫使气管和食道必须在咽喉处交叉,让食物和空气共用咽喉这个交叉路口。如果食物不幸地堵住了路口,空气就没办法进入肺部,这会导致人被呛死。为什么咽喉会有这样的隐患?这种古怪的结构有什么特殊的原因吗?并没有,咽喉的结构是一个历史遗留问题,没有任何功能上的意义。
生命起源于海洋,咽喉是从鳃演化到肺的过程中逐渐形成的。如果像对待现代工程项目那样,对以肺为中心的呼吸系统进行论证设计,那么呼吸系统完全不会是现在的样子。但是呢,演化是边施工边设计的,事先并没有经过论证,它总是对已经存在的东西做一点小修小改,而不会进行全盘考虑。结果就是,尽管我们的呼吸机制已经和鱼类有了翻天覆地的差别,但还是不得不继承鳃式呼吸留下的遗产,也就是咽喉这种古怪的构造。
另一个例子是视网膜上的盲点,那是视神经血管穿过视网膜的位置,在这个地方没有感光细胞,所以呢,如果影像刚好落在这一点上,我们的眼睛是看不见的。一个简单的实验就可以证实这一点:闭上左眼,用右眼直视前方的铅笔尖儿,逐渐向右边移动铅笔,不要让右眼跟着铅笔转,在铅笔尖移动到正前方偏右约20度的时候,你会发现它从你的视野里消失了。用左眼做这个实验,也会在偏左约20度的地方发现同样的结果。
这个视觉盲点要从眼球的演化说起。人类在演化树上的一个远亲祖先,是一种很小的透明的古生物,它那透明皮肤下具有感光细胞,我们的眼球就是由那些细胞演化而来。在远古时代,供应那些细胞的血管和神经都在外侧,对于透明的身体来说,血管和神经放在外边并没有什么
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