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人体中的十大“设计缺陷”

《科技生活》周刊||热度 ( )

撰文/CHIP ROW 编译/徐寒易 编辑/刘昭 校对/肖园

古希腊人迷恋“数学上完美”的身体。但不幸的是,我们的身体不是设计出来的,而是演化的结果,因此遍布因陋就简,临时应付的痕迹。

演化用类似胶带和木材边角料的生物材料塑造了我们的身体,如果没有小行星或是核弹爆炸来让一切归零的话,唯一能改善我们身体形态的方法就是对现有的模型进行修补。

“演化并不会产生完美的身体”,普利斯顿大学的体质人类学家 Alan Mann 解释道,“演化产生的是功能。”

依着这个想法,笔者采访了一些解剖学家和生物学家,然后列出了一张人体遗留问题清单。我们的身体就像一栋需要修补的房子一样。

奇怪的脊柱

脊柱的问题:我们的脊柱糟糕透顶。

美国凯斯西储大学人类起源中心主任 Bruce Latimer 认为,我们能行走真是个奇迹。当我们的祖先用四肢行走时,他们的脊柱是拱形的,就像一把弓一样,能够承受下面垂挂的内脏的质量。

但当我们开始直立行走,整个系统发生了90°的旋转,于是就开始出毛病了:脊柱被迫成为了柱状。接下来为了支持两足运动,腰部的脊柱向前发生了弯曲。为了让头部保持平衡,脊柱上部往相反的方向弯曲了。

这个变化对脊柱下部产生了巨大的压力。根据一项估计,80% 的成人都有腰痛症状。

解决办法:让脊柱重新变回拱状。“看看你的狗”,Latimer表示,“它从骶骨到颈部是一个弓形曲线。这是很棒的系统:简单、强壮、无痛。解决秘方只有一个,如果要避免我们沉重的头部往前倾斜失去平衡(还要让腰不痛),我们只有回到四脚着地的状态。”

僵硬的膝盖

膝盖的问题:Latimer 表示,“膝盖是身体中最复杂的关节,位于两个巨大的‘杠杆’——股骨和胫骨中间。这下麻烦就多了。”结果就是,你的膝盖只能向前后两个方向转动。“这就是为什么除了橄榄球以外的所有大型运动禁止运动员从侧边撞击或者击打对手的膝盖。”

解决办法:用一个球和凹槽代替这个关节,就像你肩膀和臀部里的结构一样。我们没有在膝盖处演化出这样的关节,“因为我们不需要”,Latimer表示,“古人类还不知道足球是啥。”

出生不易

盆骨的问题:生孩子很疼。更糟糕的是,女性骨盆的宽度已经20万年没变过了,为的是防止我们的大脑长得更大。

▲黑猩猩(左),阿法南方古猿 Lucy(中)和人类的骨盆(右)

解决办法:Latimer 说,当然你可以把骨盆拉宽,但是技术专家可能已经有了更好的解决方法。“我敢说1万年甚至1千年以后,发达国家不会还有需要自然分娩的女性。在诊所里就能让精子和卵子结合,你出门顺道就能取个孩子回来。”

绕远路的喉返神经

喉返神经的问题:喉返神经(RLN)对说话和吞咽至关重要。它将大脑的指令传导给声带下的喉部肌肉。

理论上,神经信号的传导应该是非常迅速的。但是在胎儿发育过程中,喉返神经和颈部的一团组织缠绕在一起,这团组织向下生长发育成为心脏附近的血管,导致喉返神经绕了主动脉一圈才回到喉部。喉返神经位于胸腔之中,这使它容易在外科手术或打架时受伤。

解决办法:东北俄亥俄医科大学解剖学和神经生物学教授 Rebecca Z. German 表示,“这好办。”当婴儿在子宫里的时候,把颈部讨厌的血管组织挪到胸腔后再来发育喉返神经。通过这种方式,这个神经就不会被拉到胸腔里了。

脸小牙多

牙齿的问题:一般来说,人类上下左右的牙床后部都各有3颗臼齿。当我们的大脑迅速变大时,颌变得更宽更短,使得最里面的第三颗臼齿没有了生长的空间。人类在学会烹调食物前,这些有尖凸的臼齿是挺有用的。但是现在,“智齿”只会让你牙龈疼痛。

▲第三颗臼齿(左),俗称智齿

解决办法:拔掉它们。有时智齿看上去要退化消失了——大约25%的人(绝大多数爱斯基摩人)生来就不会长智齿,或者只会长一颗智齿。

我们已经知道如何用牙科工具安全地取出第三颗臼齿。Mann 指出,如果演化没有赋予我们“更大”的大脑的话,我们是无法发明这种牙科技术的。这也算是功过相抵吧。

麻筋儿的原理

动脉的问题:血液通过一条大动脉流入两只手臂和两条大腿,而大动脉进入四肢的位置,分别位于身体正面的二头肌和髋屈肌。

为了给身体背面的组织(如三头肌和腘绳肌腱)供血,动脉会分叉,围绕着骨头形成环路,并和神经结合成束。

这种弯绕的“管道”会导致恼人的差错。比如在肘部,动脉的分支会与驱动小指的尺神经在皮肤下的浅表部位相遇。这就是为什么当你手臂的肱骨末端(“麻筋儿”的所在位置)在撞到东西的时候你的手臂会感到麻木的原因。


▲尺神经(右边黄色)和肱动脉(红色)

解决办法:霍华德大学研究灵长类动物肌肉演化的解剖学助理教授 Rui Diogo 认为,可以从肩胛骨和臀部出发,为每条手臂和腿的背部增加第二条大动脉。新加的管道可以为肩膀和手背之间增加一条更为直接的供血通路,这可防止血管和神经过于靠近皮肤。

放反的视网膜

视网膜的问题:纽约城市大学分子生物学副教授 Nathan Lents 写到,视网膜的感光细胞就像方向放反了的麦克风。

这个设计,使得光必须在穿过每个细胞、血液以及组织后才能到达细胞背部的接收器。这种设置会让视网膜容易从周围组织上脱落,而这是失明的主要原因。这也会导致盲点,即像“麦克风缆线”一样的细胞纤维束汇聚在视神经上的那一处,而大脑必须对这个盲区进行“脑补”。

解决办法:借用章鱼或是乌贼的方法:把视网膜翻回来。

裸露的睾丸

睾丸的问题:一对孕育生命的器官脆弱地挂在身体外面。

解决办法:把睾丸放回身体里可以避免男性关键部位受撞击时的“蛋疼”。纽约州立大学演化心理学家 Gordon Gallup 表示,要这么做的话首先你得先对精子做些调整。很明显,睾丸(和卵巢不一样)被丢到温度更低的“体外”环境中的原因在于,精子得被保存在比体内温度低2.5到3华氏度(1.4到1.6摄氏度)的地方。

Gallup推测,较低的温度能够让精子保持在相对不活跃的状态,直到温暖的阴道将它们激活,促使它们游向卵子使其受精。这种演化性补救措施能够防止精子过早消耗掉自身的能量。Gallup 表示,我们可以尝试改变系统的规则:让精子保持体温,但是让阴道变得更热。

东拼西凑的大脑

大脑的问题:人类大脑是分步演化而来的。心理学家 Gary Marcus提出,当脑中形成新的结构时,为了保持我们直立行走和跑动的功能,旧的脑结构并不会“下线”。这种“边建边用”的策略使大脑变成了一个不甚精致的场所。

大脑就好比一个功能失调的工作间,年轻的雇员(前脑)处理先进花哨的技术(比如语言),而老保安(中脑和后脑)管理的是机构记忆,还有地下室的保险丝盒。这产生了一些不良后果:抑郁症、疯癫、不可靠的记忆等等。

解决办法:没有办法,我们完蛋啦。■

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