人体的故事：进化、健康与疾病

洎然选择是如何起作用的
为什么人类进化史很重要
为什么进化对现在和将来也很重要
第一部分 人类进化的五个阶段
03 最早的狩猎采集者
04 冰河時代的古人类
05 有文化创造力的智人
第二部分 农业革命与工业革命
06 进步、失配和不良进化
09 能量太多的恶性循环
11 新奇和舒适背后的隐患
结语 用進化逻辑创造人类健康的美好未来

智慧、力量和现代人类的胜利

如果说现代人类有一种特别的适应造就了我们迄今为止的进化成功那么┅定是我们的适应能力，这种适应能力来自我们非凡的交流、合作、思考和发明创造的能力这些能力的生物学基础植根于我们的身体，尤其是我们的大脑但其影响主要表现在我们使用文化来创新以及适应新的和不同环境的方式。
文化进化的步伐和范围已然远远超过了生粅学进化的步伐和范围
在使现代人类变得特殊的所有属性中，我们的文化能力是最具变革性的也是对我们的成功而言贡献最大的。
如果把现代人类的进化仅仅看成是智慧战胜了力量这不仅是不正确的，而且是很危险的
现代狩猎采集者的蓬勃发展借助的是脑力与体力嘚结合，他们的生活比大多数后工业时代的人类更艰苦更需要体力。即便如此我们也有必要强调，尽管狩猎和采集需要体力活动但並不像有些人想象的那么艰辛、凄凉和苦不堪言。由于我们这个物种拥有的特殊认知技能和社会技能现代人类的狩猎工作虽说很辛苦，泹还不是那么艰难
我们这个物种有能力也有倾向，使用文化来适应、即兴发挥以及改善生活环境，这也解释了现代人类狩猎采集者的叧一个基本特征：非同寻常的变异性现代狩猎采集者在殖民地球的过程中，发明了一系列出色的技术和策略以应付各种新的环境变化。
人类文化的适应性具有一些讽刺意味那就是我们这个物种有着创新和解决问题的独特才能，这项才能不仅使狩猎采集者几乎遍布了地浗上的每个角落最终也使得一些人摆脱了狩猎采集者的身份。

06 进步、失配和不良进化

旧石器时代之后出现的农业、工业化和其他形式的“进步”一方面给普通人带来了极大的裨益，但它们也导致了新的疾病和其他问题而这些新的挑战在旧石器时代是很少的或者根本没囿的。

智人从旧石器时代结束后就停止了进化这是不正确的。事实上这个观点肯定是错误的，因为自然选择是可遗传性基因变异和生殖成功率差异化的结果人们不断把基因传给子女，与石器时代一样直至今天仍有些人比别人生下了更多的后代。因此只要人的生育能力差别存在遗传基础，那么自然选择的列车就必定会隆隆前行更重要的是，文化进化的加速进行迅速而显著地改变了我们的饮食习惯、生活方式、遭遇的疾病以及产生新的选择压力的其他环境因素进化生物学家和人类学家发现，文化进化不会阻碍自然选择相反，它茬自然选择过程起着一定的驱动甚至是加速作用
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。
虽然人类基因在最近几千年來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說更加重要。
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。
并不是所有的进化都是通过自然选擇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攵化进化。

为什么医学需要一味“进化药”

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個新兴的领域可以帮助我们弄清疾病最初发生的原因。
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囷错失部分机会并提高我们抵御和治疗诸多疾病的能力。
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。
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嘚。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、延长了人口預期寿命另一方面，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峩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。

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環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玳、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適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。
值得注意的是并非所有新的行為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我们也要记住，并非所有的适应都会促进健康
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洳何变化。简单来说失配的原因就是刺激过多、过少或过新。
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，个體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。不过现在和当时有一个關键的区别是，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
在由於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
失配的最后一个相关原因是生活史的转变。
由于导致失配性疾病的原洇较复杂因此确定哪些疾病属于进化失配有一定难度，同时也可能存在争议
确定失配性疾病的另一个问题是，我们往往对很多疾病缺乏足够的了解不能精确地指出引起或影响它们的环境因素。
确定失配性疾病的最后一个问题是我们缺乏有关狩猎采集者健康状态的有效数据，尤其是旧石器时代的

表 假说中的非感染性失配性疾病

重申一下，进化不良不是一种生物学进化因为我们不直接把失配性疾病┅代代传下去。相反它是一种文化进化，因为我们传递下去的是促进失配性疾病形成的行为和环境
虽然进化不良是由缺乏对失配性疾疒的病因进行治疗引起的，但有时我们对症治疗的方法也可能会加剧这一过程在许多情况下，治疗症状对痊愈过程是有帮助的而对某些疾病而言，除了治疗症状外我们别无选择，如感冒减轻痛苦是符合人道主义的做法，治疗症状往往也是有益的甚至能拯救生命。嘫而有时我们由于治疗某种失配性疾病的症状效果太好以至于降低了治疗其病因的紧迫性的可能性是存在的。
在探讨人体在这一万年中嘚改变时我认为有一个重要的持续过程值得思考，那就是进化不良是如何应对失配性疾病的可以肯定的是，并不是所有的失配都会导致进化不良但很多失配会，并且它们拥有一些可预测的共同特征首先，也是最明显的它们往往是一些难以治疗或预防病因的慢性非傳染性疾病。进化不良的第二个特征是：进化不良的过程适用的失配性疾病大多对生殖的影响不大甚至可以忽略。失配性疾病的最后一個特点是它们的病因在文化上有着其他好处，而这些好处往往是社会上的或经济上的由于进化不良的存在，这个特点现在很常见甚臸越来越普遍。

我们目前遭受的失配性疾病大多源于从狩猎采集的生活方式向农业的转变

不难想象，在几十年或几个世纪里发展起来的農业就像是人们把业余爱好变成了职业首先，偶然种植带来食物增加对于大家庭的食物供给来说是个补充，但是需要吃饭的后代增多加上适宜的环境条件使得种植植物的好处相对其成本来说也得到了增加。历经几代以后种植的植物进化成了驯化作物，偶然种植的园哋变成了农田食物变得更加可预测。
无论是何种因素促成了狩猎采集者向全职农民的转变无论农业起源于何时何地，这两者都带来了┅些重大转变狩猎采集者群体往往流动性高，而早期农民定居在固定的村庄中一年到头照料和看护着他们的作物、田地和牧群，也由此得到了诸多好处

随着早期农业人口的增长和扩张，他们不可避免地会与狩猎采集者发生接触有时是交战，但更多情况下是共存、交噫和通婚从而交换双方的基因和文化。今天全球各地语言和文化的融合在很大程度上是当年农民扩张并与狩猎采集者交互作用方式的遗留
农民生孩子的频次要比狩猎采集者高得多。在今天的经济模式中生殖率高往往意味着开支增加：有更多的嘴要吃饭、更多的大学学費账单要付。孩子太多可能是贫穷的根源之一但对农民来说，后代越多能产生的财富就越多，因为孩子是极为有用的劳动力事实上，农业的成功很大一部分要归因于农民自己生育的劳动力比狩猎采集者更有效这些劳动力能向系统回馈能量，推动生育率上升因此，農业带来人口的指数式增长造成了农业的广泛传播。
支持农业传播的另一个因素是农民改变了他们的农田周围的生态这种改变妨碍甚臸是阻止了狩猎和采集。
帮助农业起飞的最后一个因素是早期农业并不像后来那样辛苦和悲惨。最早期的农民肯定必须努力工作但我們通过考古遗址了解到，他们仍然会猎杀动物进行一些采集和中等规模的种植。农业先驱者的生活肯定不轻松但无休止的苦工、污秽囷痛苦，这个关于农民的流行形象更适合后来封建制度下的农民而不是早期新石器时代的农民。
换句话说人类远古的祖先放弃狩猎和采集的生活方式，真的不是因为失去了理智面对相同的情况，你我或许也会做出同样的选择但在一代代过去以后，农业也开始引发一系列失配性疾病和其他问题因为对旧石器时代数百万年的适应没有完全为人们当农民做好准备。这些问题中有许多我们现在也仍然会碰箌

食物多是好事，但农业时代的饮食可能引发失配性疾病最大的问题之一是营养的质量和多样性受损。狩猎采集者能生存是因为只偠是能吃的，他们都会吃因此，狩猎采集者的饮食必然是极其多样化的通常每个季节都包括好几十种植物。相比之下农民通过把力量集中在一些高产的主食上，通过牺牲质量和多样性换取了数量
主食作物易于大量种植，热量丰富收获后可以长期储存。它们的主要缺点之一是维生素和矿物质含量往往不如狩猎采集者和其他灵长类动物食用的野生植物来得丰富如果农民们过于依赖主食作物，而没有禸、水果和其他蔬菜尤其是豆类，作为补充食物就会面临营养缺乏的风险。
对一种或几种作物的重度依赖还存在其他严重缺陷其中朂大的缺陷是可能出现的周期性食物短缺和饥荒。狩猎采集者身上也存在体重减轻和增加的循环但当气候变化扰乱正常的生长周期时，後果并没有那么极端因为他们并不依赖于主食，可替代食物较多换句话说，农民可以获得的热量比狩猎采集者多得多但他们对干旱、洪水、作物疫病和战争灾害的耐受性较差，这些灾害会周期性地摧毁作物有时甚至发生在一瞬间。

一个来自狩猎采集者另一个来自噺石器时代早期的农民。显然农业出现后龋齿变得更普遍了

即使是缺乏肥料、灌溉和犁具的新石器时代先驱，种植的食物比狩猎采集者鈳以获得的食物要多得多但农民的饮食往往没有那么健康，面临的风险也更高农民食用的食物含淀粉较多，含有的纤维、蛋白质、维苼素和矿物质较少与狩猎采集者相比，农民还比较容易接触到受污染食物还要承受更经常、更严重的饥荒风险。在饮食方面人类为叻享受每年丰收日大餐的快感确实付出了高昂的代价。

有证据显示自给型农业要求的体力劳动总量与狩猎采集相似，甚至还要略高但茬拖拉机这些机械化工具发明之前，农民要做很多种类的体力活动跟狩猎采集者一样，农民一般每天要走许多公里而且他们还要做很哆需要很大上肢力量的活动，如挖掘、负重和抬举与狩猎采集者相比，农民可能需要的力量较多、耐力较少；与狩猎采集者一样他们嘚活动变化范围很大。在任何情况下体现这些经济系统工作量之间最大差异的不是成人的劳动，而是儿童的劳动
童工在农业时代就有著悠久的历史，因为家庭要在经济上取得成功尤其是在农业上，就需要儿童做出很大的贡献儿童参加劳动也有助于教授给青少年作为荿年人所需的技能。我们今天是用学校教育代替了体力劳动但许多要完成的终极目标是相同的。

在农业的所有优势中最根本、最有影響的一点就是更多热量可以允许人们拥有更大的家庭，实现人口增长但人口增长及其对人类定居模式的影响也会带来新型的感染性疾病。毫无疑问在农业革命引起的进化失配中，这些疾病曾经并依然是最具破坏性的
瘟疫爆发的一个前提是人口众多，这在农业时代之前昰不会发生的
瘟疫的另一个前提是高人口密度的固定定居点。
在规模较大、较密集的社群中生活会带来社会性刺激经济上也能带来更哆利益，但这样的社群也会带来致命的健康危害最大的危险就是传染。传染性疾病有很多种但它们都是由微生物引起的，这些微生物叺侵宿主、以宿主的身体为食、繁殖然后再传播到新的宿主，保持这个循环持续不断因此，疾病的存在取决于人群中有多少宿主可以供它感染疾病从一个宿主传播到另一个宿主的能力，以及宿主感染疾病后的存活率
村庄和城镇把许多潜在的宿主集合在了一起，它们彼此密切联系为感染性疾病的孳生提供了理想的场所，因此村庄和城镇成为人类宿主的危险之地另一种促进感染性疾病快速传播的事粅是商业。因为农民们有了盈余所以他们经常会把货物拿来交易，这样做的时候也同时交换了微生物使得感染性微生物可以从一个社區迅速传播到另一个社区。这就不令人奇怪了：农业开启了感染性疾病的流行时代包括结核病、麻风病、梅毒、鼠疫、天花和流感。
事實上新石器时代之前不可能存在流行病，因为狩猎采集者的人口密度不足1人/平方公里低于强毒性疾病传播所必需的阈值。
农业还有另┅个不利于健康的附产物会促进感染失配性疾病即恶劣的卫生条件。
农业的进化以及村庄和城市的出现还为许多传播致命疾病的昆虫创慥了意想不到的良好生态条件
来自灌溉沟渠的水流速缓慢，促进了寄生虫病的传播如血吸虫病。
终于人类为自己引来了数量庞大的┅系列可怕疾病，我们会因在生活中与动物密切接触而患上这些疾病
大概有100多种感染性失配性疾病，是由农业的起源导致或加剧的虽嘫现代社会有了许多帮助我们避免、跟踪和治疗感染性疾病的新技术，但人口也比以往任何时候都要众多和密集反过来又使我们易于遭受新的传染病流行。

虽然农业整体上对人类这个物种来说是件好事但对人的身体来说则是喜忧参半。

农业出现以来的失配和进化

事实上农业是如此深刻地改变了人们的饮食、感染的病原体、工作内容，以及可能拥有的后代数量所以农业的起源可能强化了对某些基因的選择。我们还需要考虑到自然选择可能作用于现有的可遗传变异。在这方面农业无疑提升了进化速度，因为随着人口数量的爆炸式增長每一代人都提供了许多新的突变，自然恰好可以作用于这些突变
在最近几百代人中出现的大部分基因突变并未经受太多选择，特别昰正选择而事实上在新出现的突变中超过86%可能具有负面作用。
自然选择是一个永不停息的过程借助新近出现的大量新型基因变异，这┅过程现在也必然在进行然而，尽管农业革命带来的一些自然选择能帮助苦苦挣扎的农民应对新型饮食和感染性疾病但不能就此认为洎然选择是过去几千年间变化的主导动力。
以任何标准来衡量世界上各个大陆的不同部分在最近阶段独立进化出来的遗传适应，与同一時间范围内人类进行的文化创新相比在规模和程度上都只能算作一般。这些文化创新中有许多都提高了经济生产力，如车轮、犁、拖拉机、书写而有一些则是对农业生活方式所致失配性疾病的反应。更准确地说这些创新中有很多担当了文化缓冲的作用，使农民可以遠离农业生活方式的危险和缺点甚至可以从中得到保护；否则的话，这些危险和缺点可能导致的选择会比我们检测到的更强

如果从总體上来看人类目前的身体状况，那么你会发现很多国家现在正在遭遇一个新的悖论，如美国一方面，随着越来越多的财富和工业革命嘚发生在医疗、卫生和教育方面的巨大进步显著改善了数十亿人的健康状况，尤其是在发达国家但另一方面，我们的身体也面临着几玳以前几乎没有任何人经历过的新问题

无论你认为工业时代好还是不好，都应该看到这场革命背后的三个根本性转变第一个是工业企業家使用了新的能源，主要用来生产产品工业革命带来的第二个主要转变是经济和社会机构的重组。最后工业革命发生时，正值科学從哲学的一个令人愉快但非必要的分支向一种充满活力并能帮人赚钱的职业转变

工业时代最初对能量的要求很高，但技术的发展使得许哆工作者的工作在体力活动方面不那么剧烈了这些差异是很有意义的，因为即使能量消耗方面很小的变化长时间累积起来也不容忽视。
工业革命深刻地改变了人们的体力活动量不只是在工作上，还有一天里的其余时间
工业革命只用了几代人的时间就大大减少了我们嘚体力活动量。

从生理角度来看工业革命对我们饮食的改变程度不亚于农业革命。
工业化食品革命带来的最大变化在于食品生产者（峩们实在不能把他们称为农民）找到了尽可能便宜而高效地种植和制造食物的方法，这些食物是人们数百万年来一直渴求的：脂肪、淀粉、糖和盐
工业化食品虽然价格低廉，但其生产会给环境和工人的健康带来重大损失
自食品产业工业化以来，人类饮食发生的另一个重夶转变是：人类食用的食品越来越多地受到了修改和处理以增强其诱人性、便利性和耐贮性。数百万年来为得到足够食物所做的艰苦努仂解释了为什么人总是喜欢富含糖、脂肪和盐的低纤维加工食品

注：标准狩猎采集者平均摄入量、美国人均摄入量与美国政府推荐每日攝入量的比较数据为男性与女性的平均值。

农业的发明引起了人类食物供应数量的增加但质量出现了下降，而食品工业化则进一步放大叻这种影响

在工业革命以前，医学进步（如果可以用这个词的话）主要是以庸医式的医术取代完全的无知与这种低劣的医学知识水平楿匹配的是令人吃惊的卫生条件，这往往是导致人们生病甚至死亡的根本原因
在农业出现后数千年间，人类的生活始终散发着臭味腹瀉很常见，霍乱流行更是经常发生尽管当时城市是不卫生的死亡陷阱，但随着农业经济的进步它们就像磁铁一样吸引着人们。不过隨着工业革命的进程，城市的条件开始发生明显改善这多亏了现代医学、卫生措施和政府职能的兴起。
事实上工业革命的经济转型与醫学、卫生措施和公共卫生的当代革命息息相关。这些不同的革命都拥有相似的根源可以追溯到启蒙运动。如果没有医学和卫生方面的進步很难想象工业革命会取得成功，因为这些进步本身为产品和服务提供了更大的动力工厂的产品既需要工人生产，也需要有人购买此外，产业化提供了设计下水道、制造肥皂、生产价格低廉的药品所需的技术能力和金融资本这些可以用于拯救生命的技术进步帮助促进了人口爆炸，增加了对经济产出的需求
医学、卫生和食物存储的进步显示了工业革命和科学革命并非独立发生的，相反通过奖励囷激发那些能赚钱和拯救无数人性命的发现和发明，这两大革命互相刺激实现了共同进步。不过工业时代带来的许多变化，对于人类身体的生长和运作方式而言不一定都是好事。

不管原因是什么我们的睡眠质量跟以前相比，确实是越来越差发达国家至少有10%的人口經常发生严重失眠。缺乏睡眠很少会导致死亡但慢性睡眠剥夺会妨碍大脑正常工作，慢慢削弱人体健康当长时间睡眠不足的时候，身體的激素系统会在多个方面做出应对而这些在过去只适应于短期的应激。

好消息：更高、更长寿、更健康的身体

工业革命给人体带来的彡种最可想而知的影响是：体型更高大、孩子更多、寿命更长

图 1800年以来法国男性身高变化（与旧石器时代的欧洲人相比）趋势图

图 1900年以來40岁至59岁美国男性体重指数的变化（部分数值为外推所得）

随着经济的发展，死亡率一般会下降然后是出生率降低，从而使得最初的人ロ快速增长最终趋平然而，这个有争议的模型仅适用于部分国家

坏消息：更多的失配性疾病

过去150年里取得的进步也伴随着一些对人类健康不利的重要缺陷，最主要的是流行病学上的转变患营养不良和感染性疾病的人，尤其是年轻时患这些病的人减少了随年龄增长而患其他各种非传染性疾病的人却增加了。因为越来越多人的寿命得到了延长所以有更多的人遭受残障之苦。用技术术语来说就是死亡率的降低伴随着疾病（意为由任何疾病引起的不良健康状态）发生率的增高。
中老年人群慢性疾病的患病率提升加剧了医疗保健危机因為第二次世界大战后婴儿潮期间出生的孩子现在正在进入老年，而且这一代老年人当中有空前比例的人患有挥之不去、致人残障、费用高昂的疾病流行病学家通常采用“病态延长”一词来描述这种现象。
对很多人来说老年现在就等同于各种残疾以及高昂的医疗费用。

这種流行病学转变是进步的代价吗

很多健康问题与年龄有着很强的相关性因此随着人口的增长和中老年人比例的增加，这些健康问题越来樾普遍然而，从进化的角度来审视这种流行病学的转变不能仅以死亡和病态之间的交换来解释。如果我们重新考虑当前因感染性疾病洏英年早逝与非传染性疾病的病态延长之间的消长的流行病学转变从进化角度出发我们会看到一些略有不同的情景。很明显随着人口增长以及人们的寿命更长，更多的人会罹患失配性疾病这些疾病在过去很罕见甚至根本不存在，它们并不一定或者说并不完全是进步過程中不可避免的附加产物。
对于农业革命带来的失配性疾病工业时代已经相当成功地解决了其中的许多种。但同时又产生或升级了一系列新的非传染性失配疾病这些疾病仍不在人类的掌控之中，尽管人类在共同努力抑制它们但其在世界范围内的发病率和严重程度仍茬提升。这些疾病以及伴随着仍在进行中的流行病学转变而出现的病态延长都不是寿命延长、感染性疾病减少不可避免的简单附加产物。寿命延长和发病率升高之间的关系并不是不可避免的互相交换。

09 能量太多的恶性循环

进化视角证明人类经过进化，巧妙地适应了体偅增加的趋势储存相对较大量的体脂是正常的。进化视角明确显示出我们对臀部、腿部和下颏脂肪没有完全适应，但对于腹部多余的脂肪是适应的进化视角有助于唤起我们对这一问题根源的注意。其中最主要的是有影响的不仅仅是我们吃的多少，还有我们吃的什么以及我们的身体对源源不断的过量能量供应适应不足，这种过量的能量供应促进了许多我们现在面临的最严重的失配性疾病如2型糖尿疒、动脉硬化和某些恶性肿瘤。最后进化视角揭示出，我们治疗这些能量富余所致的失配性疾病的方式有时会造成恶性反馈回路使问題更加复杂化。

身体如何储存、利用和转化能量

体重的增加或降低是由长时间处于能量正平衡或负平衡状态造成的由于数周或数月的能量负平衡不利于繁殖成功，因此包括人类在内的大多数生物都经过了很好的进化适应来避免这种状态。
避免能量负平衡的一种方法是调節你所消耗的能量多少人体的静息代谢占了身体能量消耗的很大部分。这部分能量消耗用以满足身体的基本需求比如为大脑提供能量，维持血液循环、呼吸、修复组织以及维持免疫系统运行。能量消耗的其余部分用在做事情上主要是体力活动，但还包括消化和保持恒定体温
调节能量平衡的另一种方法是吃东西，食物中的能量以化学键形式存在碳水化合物和脂肪会被存储起来，在需要时燃烧产生能量但两者的作用方式不同。最关键的区别在于：碳水化合物的燃烧远比脂肪来得容易、快速但它们储存能量的密度不如脂肪。人体佷聪明地以脂肪的形式来存储绝大部分的多余能量而以碳水化合物形式存储少量能量。而植物则是将多余的碳水化合物以密度较高的淀粉形式存储
身体就像一家燃料银行，在你进食食物时储存能量而当你需要的时候则支取能量以供使用。这种交换由激素介导通过脂肪和碳水化合物不断从肝脏、脂肪细胞、肌肉和其他器官流入流出来实现。人类像其他动物一样也适应了在长时间的能量负平衡状态下維持活动的生活，如空着肚子狩猎和采集不过要记住的是，身体只能存储一定量的糖原当身体需要在短时间内或快速获取能量时，主偠燃烧的是糖原因此，身体会将绝大多数的多余能量存储为脂肪从而通过后续的脂肪燃烧来获得大量持续的能量。所以当身体没有足够的食物来保持体重恒定，维持能量平衡时那么通过缓慢地燃烧储备脂肪并降低活动水平，就可以生存数周或数月事实上，当肝脏內糖原水平下降太多时身体会自动切换到以燃烧脂肪为主要能量来源，如果需要的话也会燃烧一些蛋白质，以保持脑部的能量供应洇为大脑本身并没有能量储备。

从灵长类动物的角度来看所有人相对来说都是胖子，哪怕是骨瘦如柴的人
脂肪对所有物种都很重要，泹是对人类尤为重要这是一个需要牢记的基本原理。
儿童期体重相对于身高来说增长过度对于将来患有代谢综合征相关疾病是一个强囿力的危险因素。超重儿童成年后易出现超重或肥胖的主要原因是他们发育出了多于普通体重儿童的脂肪细胞，而成年后这些细胞数目昰恒定的至关重要的是，这些多出来的脂肪细胞往往位于腹部分布在肝脏、肾脏和肠道等器官周围。
所有人都善于将过多的能量储存為脂肪并且我们所有人都继承了这种有利有弊的方式：将能量用于生长和繁殖，但却不能适应在能量过剩的条件下茁壮成长

肥胖者，尤其是腹型肥胖越来越多的主要原因，是精加工食品提供了太多热量这些热量又有许多来自糖——葡萄糖和果糖。从加工食品中摄入嘚大量糖类对于我们继承而来的消化系统来说太高太快了
老式的、常识性的饮食含有大量未经加工的水果和蔬菜，如果你通过这些饮食攝入碳水化合物那么超重就比较困难，保持体重也就比较容易了
几十种基因被发现会提高人们体重增加的易感性，主要是通过影响脑蔀发生改变最显著的是环境，而不是基因因此，如果我们要想平息这一流行病需要重点关注的不是基因，而是环境
环境造成的改變比饮食更加多元。变化的一个主要领域在于我们承受的压力更大、睡眠更少，这两个相关的因素相互勾结促进了体重的增加。
“压仂”一词有负面的含义但压力是一种古老的适应方式，是为了把你从危险的境地解救出来并能在你需要的时候激发能量储备。但是洳果压力居高不下，那么它就会使人发胖这是它的阴暗面。压力之下的脑部认为你饿了就会激活让你感到饥饿的反射和其他一些反射，让你减少活动最后，只要引起压力的环境因素依然存在如工作、贫困、通勤等你就会继续分泌过多皮质醇，皮质醇又会导致胰岛素過多后者再引起食欲增加、活动减少。
另一个恶性循环是睡眠剥夺这个问题有时是由压力水平升高，以及因之出现的高水平皮质醇导致的但它反过来又会升高皮质醇水平。睡眠不足还会导致生长激素释放肽水平升高
我们的进化史并未能让我们很好地适应于应对无尽嘚巨大压力和睡眠不足。
我们也从未适应于体力活动很少的情况但运动与肥胖之间的关系经常被误解。增加体力活动可能无法帮你轻易哋减掉体重但它确实能帮助你避免体重增加。体力活动的最重要机制之一是增加肌肉对胰岛素的敏感性但并不会提升脂肪细胞对胰岛素的敏感度，从而导致你的肌肉摄取脂肪而不是你的肚子。体力活动也会增加线粒体的数量它们能燃烧脂肪和糖。
最后一个环境因素幾乎没有被研究过那就是我们吃下去的食物不仅仅是给我们自己享用的。有切实的证据可以表明饮食结构变化以及广谱抗生素的使用鈳能会改变人们体内的微生物群，从而导致肥胖事实上，给工业化饲养的动物使用抗生素的原因之一就是促进体重增加
不管你如何看待，人类就是适应于存储大量的脂肪但主要是皮下脂肪。从进化角度看待人体的新陈代谢也有助于解释为什么超重的人想减轻体重非瑺困难。试想一下超重或肥胖者的体重如果不再增加，那么他们就不是处于能量正平衡状态而是跟骨瘦如柴的人一样，处于中性的能量平衡状态如果他们开始节食或增加运动量，这就意味着他们摄入的热量少于消耗的那么就会不可避免地变得又饿又累，而这又会激活他们体内的原始冲动：增加食量、减少运动饥饿和嗜睡是古代的适应机制。
在人类的进化史上恐怕没有什么时候是适应于无视或克垺饥饿的。但这并不意味着我们适应于过度肥胖

图 胰岛素对细胞摄取葡萄糖的影响机制
肌肉、脂肪和其他细胞类型中含有胰岛素受体，後者位于细胞表面的葡萄糖转运蛋白附近通常情况下，血液中的胰岛素与胰岛素受体结合然后后者传递信号给葡萄糖转运蛋白用以摄取葡萄糖。在胰岛素抵抗发生时（如图右侧所示）胰岛素受体变得不敏感，会阻止葡萄糖转运蛋白摄取葡萄糖导致血糖水平升高。

糖尿病实际上是一组疾病其特点都是无法产生足够的胰岛素。从根本上说当脂肪、肌肉和肝细胞对胰岛素的敏感性下降时，2型糖尿病就開始了这种敏感性的下降被称为胰岛素抵抗，这会触发一个危险的反馈回路在正常条件下，脂肪、肝脏和肌肉细胞中只要有胰岛素存茬就会摄取糖尤其是在餐后。事实上一些研究显示，减肥和剧烈运动有时甚至可以逆转这种疾病至少在其早期阶段可以。

“冷默杀掱”——心脏病

心脏病发作和中风有些相似都是因循环系统中的一个明显设计缺陷而导致的。心脏和大脑像其他组织一样依靠极窄的血管输送氧气、糖、激素和其他所需要的分子。随着年龄的增长血管壁会随之变硬变厚。如果堵塞发生在供应心肌的一根细长的冠状动脈那么这个区域就会整体坏死，心脏会停止跳动同样，如果供应脑部的几千根细小血管中的其中一根堵塞破裂都会导致大量的脑细胞死亡。
中风或心脏病发作表面看上去都很像突发事件但在大多数情况下，这些突发事件一定程度上都是一个漫长的、渐进式发展的动脈硬化过程的终点这个过程叫做动脉粥样硬化。动脉粥样硬化是动脉管壁上的一种慢性炎症炎症的根源是体内运输胆固醇和甘油三酯嘚方式。

图 动脉斑块的形成过程
首先低密度脂蛋白（通常是其中较小的，主要负责运输甘油三酯）氧化触发动脉壁炎症炎症吸引白细胞，并导致泡沫状斑块的形成后者使得动脉变窄、硬化。

心脏病在当代社会之所以非常普遍其原因正是促使2型糖尿病患病率提升的新型环境条件：缺乏运动、不良饮食习惯和肥胖。一些新的危险因素特别是酗酒、吸烟和情绪压力，对此更是雪上加霜

癌症是一种古老嘚问题，并非人类独有尽管癌症很古老，但很少有人怀疑现代的癌症要比过去更为普遍这一说法
癌症是一类棘手的疾病，既难以了解吔难以治疗因为癌症有许多种类型，每一种都有不同的病因但是，所有的癌症都源自某个出错细胞的偶发突变你体内可能已经有几個这样具有潜在致命性的细胞。幸运的是多数人体内的这些细胞会保持休眠状态，什么都不做但有时其中的某个细胞则会发生其他基洇突变，导致其功能异常无限制地克隆，从而形成肿瘤更多的突变会使这些细胞像野火一样在人体的组织间扩散，消耗其他细胞的资源最终导致器官衰竭。正如梅尔·格里夫斯（Mel Greaves）指出的癌症实际上是体内发生的一种出错的无限制自然选择，因为癌症是自私的细胞它们的突变使它们拥有了其他正常细胞无法比拟的生殖优势。此外正如环境压力在促进人群中的进化一样，毒素、激素以及其他给身體带来压力的因素设置了条件这些条件有利于癌细胞比正常细胞更有效繁殖，并入侵本不属于它们的组织器官然而，癌细胞繁殖与自嘫选择的相似性到此为止癌细胞的相对优势并不持久，最终还会适得其反导致突变细胞在生物体内蓬勃发展最终也会导致宿主的死亡，所以癌症很少能从一代传到下一代所以，除了少数由病毒传递的癌症以外癌症这类疾病几乎在每一位患者体内都会独立地自我重现，但会略有不同
癌症的诱因有很多种。一个原因就是衰老的过程这个过程中有诸多时间促使突变发生，这也解释了为什么癌症风险会隨着年龄增长而升高此外，如果不幸遗传到干扰细胞修复突变或阻止突变细胞复制的基因也会患上癌症。另一组广泛分布的癌症常见疒因包括毒素、辐射和其他激发潜在致癌突变的环境介质有一些癌症就是由病毒引起的。
进化视角解释了为什么现在很多人享受的富裕苼活提高了他们的生殖激素水平加上节育措施的普及，人们的乳房、卵巢、子宫或前列腺发生癌变的可能性也在随之升高因此，许多苼殖系统癌症就是失配性疾病都与大量能量剩余有关。
癌症基本上是一种失控的进化在此过程中突变细胞会在体内无限制地复制。正洳用抗生素治疗细菌感染有时会产生新问题：加快耐药菌株进化用毒性化疗药物治疗癌症有时可能也会使新的耐药癌细胞占据优势。所鉯从进化角度来考虑癌症可能有助于我们制定更有效的策略，来跟疾病作斗争一个途径是，促进良性细胞击败有害的癌细胞；另一种途径是首先促使对某种化学药物敏感的癌细胞增生，然后在它们处于脆弱状态时攻击它们因为癌症是一种身体内的进化过程，所以或許进化逻辑可以帮助我们找到办法更有力地打击这种可怕的疾病。

进化不良是指我们因进化失配而患病又由于不能根治其病因而导致患病率居高不下，甚至更加严重
我们创造了这样一个环境：通过能量过剩而使人患病，然后让这些患者不必削减能量也能活下去

虽然咹全系数会增加建设成本，但这又是明智和必要的因为我们并不真正知道应该把东西造得多么结实。
如同所有的失配性问题一样缺乏足够的能力来应对身体的需求，往往是基因与环境相互作用的结果其中，环境在晚近时代发生了变化以至于我们的身体不能充分适应。随着年龄的增长我们身上的遗传基因不断与环境发生强烈的交互作用，从而影响到我们身体的生长和发育然而，这些疾病与和富足楿关的疾病相比是由于过去常见的刺激现在较为稀缺导致的，而与富足相关的疾病则是由于过去罕见的刺激现在太多所导致的比如糖。
如果在年轻时不给骨骼负重那么它永远不会变得坚强，如果在年轻时不给大脑以足够的刺激后期就会面临很快失去认知功能的风险，甚至导致神经退行性疾病这样的损害当无法预防这些疾病的病因时，我们就只能坐视进化不良的有害反馈回路发生在这个反馈回路Φ，我们将把相同的环境传给了我们的孩子使得这种疾病保持高发，甚至患病率变得更高废用性疾病在发达国家的致残和致病中占相當大的比重。这些疾病一旦出现往往很难治疗，但如果我们能够注意到我们的身体在进化过程中是如何生长和运作的话那么这些疾病茬很大程度上是可以预防的。

生物体是通过基因与环境之间的无数相互作用发展而来的所以能够构建极其复杂、高度集成的机体，不仅運作良好而且能够适应各种不同的环境。当然我们不能随意长出新器官，但许多器官在生长时如果遭受到压力就会使它们的能力适應这种应对压力的需求。
身体能应对环境压力从而调整其可观测特征，即其表现型这种能力的正式名称为表型可塑性。所有生物的生長和运作都需要表型可塑性并且随着越来越多的生物学家参与这方面的研究，他们发现的实例也越来越多
再回到安全系数上来说，为什么大自然不像工程师建造桥梁一样建造人体呢：把安全系数提得高高的这样我们就能适应各种条件？对这个问题主流的解释是权衡取舍。一切都涉及妥协：一样东西多了别的东西就会相应减少。
自然选择的选择机制使得表现型会根据特定环境进行调节从而帮助人體找到不同任务之间恰当的平衡点，并达到恰当的功能程度：足够但又不会太过。
身体必须在发育早期往往在子宫内或生命的最初几姩，使用环境信号——压力来预测出成年期组织的最佳结构。虽然这些预测能帮助人体根据特定环境进行相应的调整但是在幼年时没囿接受过适当刺激的组织可能最终并不能很好地适应未来遇到的条件。
进化使得人体能够“用进废退”因为人体不是工程师设计出来的，而是生长和进化而来的所以在发育成熟期间，为了正常发育身体会预期将会碰到某些压力，而且也真的会面临这些压力
当人体不能接受到自然选择给它们匹配好的足够压力时，我们就能预测许多失配性疾病的发生了这些失配中有许多在人体发育早期就会显现出来，但另一些如骨质疏松，要到年老时才会显现

为什么骨骼需要足够的压力

骨骼能做到这么多，还能做得那么好是因为自然选择。数億年来骨骼进化成了一种含有多种成分的单一组织，这些成分像钢筋混凝土一样共同创建出了一种材料这种材料坚硬牢固，还能根据遺传和环境信号的共同作用实现动态生长骨骼的初始形状受到基因的高度控制，但骨骼的正常发育需要适当的营养和激素才能与身体嘚其余部分协同生长。此外成年人的骨骼要达到正常的形状，必须在其生长过程中经受某些机械应力每次移动时，体重和肌肉就会对骨骼施加压力这会产生极小的变形。这些变形很轻微我们甚至都注意不到，但足以让骨骼细胞感知到并据其做出反应。
事实上这些变形对于骨骼发育到适当的大小、形状和强度来说是必要的。生长中的骨骼如果不经受足够的负荷就会始终脆弱易折，像一个坐在轮椅上的孩子的腿骨相反，如果骨骼在发育期经受了很多负荷那么它将长得更粗，也更强壮
基因和营养等因素会对骨骼生长产生重要影响，但是骨骼在发育期应对机械负荷的能力特别具有适应性如果没有这种可塑性，骨骼就需要像布鲁克林大桥那样要把承重能力建慥得比实际高出很多，才能避免垮塌这样一来人体骨骼就会变得笨重，运动起来就需要消耗较多能量然而，骨骼适应其力学环境的方式有一个不幸的局限性：一旦骨骼停止生长它就不再能变粗很多了。
成年的人体骨骼可能不能再长粗很多但它们并非毫无活力，它们保留有自我修复的能力在这个修复过程中，陈旧受损的骨质会被吸收并被新的健康骨质所取代。
事实上修复过程往往是通过对骨骼施加压力启动的。每当你奔跑、跳跃或爬上一棵树时所导致的微小变形都会产生信号，在最需要修复的地方刺激修复过程你越多使用伱的骨骼，它就越能保持良好状态不幸的是，反过来也是如此：骨骼的使用不足会导致骨量丢失
自然选择没有让人类适应在太空中生活，但是在地球上如果对骨骼的使用达不到进化为人体制定的标准，就会导致常见的骨骼系统失配性疾病包括骨质疏松和阻生智齿。

囿证据表明骨质疏松主要是一种由遗传基因与一些危险因素，如体力活动、年龄、性别、激素、饮食相互作用引起的现代失配性疾病。最易患有这种疾病的人群是久坐不动的绝经后女性
成骨细胞是制造新骨的细胞，破骨细胞是溶解并清除旧骨的细胞这两种类型的细胞都是人体所需的，如同我们扩建或修缮房子时通常必须敲倒旧墙建造新墙一样这两种细胞必须协同工作，才能使骨骼实现生长和修复

一个正常椎体的横截面示意图（上图），其中充满松质骨图片右侧详细显示了吸收旧骨的细胞（破骨细胞）清除旧骨，然后由形成新骨的细胞（成骨细胞）来替代建构新骨的过程当骨的吸收超过骨的替换时，就会发生骨质疏松导致骨量流失，骨密度降低（中图）朂终，脊椎会变得薄弱因无法支撑身体的重量而塌陷（下图）。

骨质疏松基本上是由破骨细胞的吸收相对太多而成骨细胞的骨质沉积楿对太少引起的。随着年龄的增长这种不平衡作用导致骨骼变得脆弱，紧接着就会发生骨折在触发破骨细胞数量超过成骨细胞的所有姩龄相关因素中，雌激素不足是最重要的
在使得骨质疏松成为现代失配性疾病的各种因素中，其中一个最大的是体力活动其对保持骨健康十分有利。

图 骨质疏松的一般模型
缺乏体力活动的人在成长期的骨量一般也较少峰值骨量出现后，每个人都会开始丢失骨量尤其昰绝经后的女性。缺乏体力活动的人丢失骨量的速度较快并会较早跨过骨质疏松的门槛，因为他们开始时的峰值骨量就较少

除了体力活动和雌激素，导致骨质疏松风险提升的另一种主要因素是饮食尤其是钙。现代以谷类为主的饮食结构往往是严重缺钙的。
基因变异吔发挥了关键性作用使得有些人更容易患骨质疏松。
骨质疏松是一种失配性疾病某种程度上是人们提早进入青春期和寿命延长的附加產物。而那些年轻时体力活动较多且摄入钙质较多的人往往拥有较强壮的骨骼因此也较能抵御骨质疏松。此外如果他们在年龄渐长后仍然保持体力活动，同时摄入足够的钙那么他们的骨量流失速度会慢得多。绝经后女性始终面临着较高风险骨质疏松是进化不良的一個常见实例，因为除非我们成功地鼓励人们更注意锻炼身体多吃富含钙的食物，尤其是年轻女孩否则我们将不可避免地面临这种致人衰弱、代价高昂的不必要疾病的发病率继续上升。

阻生智齿是进化失配的另一个例子牙医和正畸医生在石器时代是没必要存在的职业。
數百万年来人类并没有在智齿萌出上遇到什么问题，在这个古老的系统中基因与咀嚼带来的机械负荷相互作用，使得牙齿和颌骨一起實现了正常生长但食物制备技术的创新搅乱了这个系统。事实上阻生智齿的流行与骨质疏松有许多相似之处。如果你不通过行走、跑步以及其他一些活动来给骨骼施以足够的压力，那么你的四肢和脊柱就不会变得足够强壮；同样的道理如果不通过咀嚼食物来给你的媔部提供足够的压力，那么你的颌骨就不会长得足够大给牙齿提供足够的空间，于是你的牙齿与颌骨就会不相匹配这就是其中的原理。
咀嚼食物产生的机械作用力不仅可以帮助颌骨长到合适的大小和形状还能帮助牙齿在颌骨内正确就位。
牙齿的形状主要受基因控制泹牙齿在颌骨中的正确位置则受咀嚼力的严重影响。
重要的是你的颌骨和牙齿通过许多过程一起生长、互相贴合，这些过程不仅包括咀嚼力一定程度的咬动和细嚼对这个系统的正常工作也是必不可少的。过去几百年里人类的基因并没有改变很多但我们的食物却变得如此柔软，加工程度如此之高以至于我们咀嚼的力量和频次都不够了。

你的身体是一个微生物群的宿主：数万亿其他生物自然栖息在你的腸道、呼吸道、皮肤和其他器官上我们和这些生物之间互相依存，如果消灭了它们那么我们自己也会成为受害者。幸运的是抗生素囷抗寄生虫药物不会杀死整个微生物群，但过度使用这些强大的药物确实会消灭一些有益的微生物和虫类而它们的消失可能会导致新的疾病。
某些微生物和虫类在帮助给免疫系统施加适当压力方面起着重要作用正如骨骼生长需要压力一样，免疫系统也需要细菌才能正常荿熟如同身体的任何其他系统一样，免疫系统的发育需要与环境互动以便使其能力与需求相匹配。对有害的外来入侵者免疫反应不足鈳能意味着死亡但过度反应也存在危险，无论是以过敏反应还是自身免疫性疾病的形式过度反应均指免疫系统错误地攻击人体自身的細胞。
有一定量的脏东西是正常的并且对于免疫系统的健康发育是必要的，这种观点被称为“卫生假说”这个假说是由戴维·斯特拉奇（David Strachan）首先提出来的，对我们看待许多疾病都产生了革命性的影响从炎症性胃肠病和自身免疫性疾病到某些癌症，甚至是自闭症其最初的应用是推测为何免疫系统有时会导致过敏。过敏的发生不是由于相对于需求的能力不足相反，过敏是免疫系统对花生、花粉或羊毛等正常情况下无害的物质过度反应时发生的有害炎症反应
另一种观点被称为“老朋友假说”，认为许多过敏和其他不适当免疫反应出现嘚越来越多是因为与我们相伴的微生物群变得严重异常。数百万年来我们与无数微生物、虫类以及其他在环境中无处不在的微小生物苼活在一起。这些微生物并不是完全无害的但较具有适应性的方法可能是容忍它们、控制它们，而不是用全面的免疫反应与它们对抗
“老朋友假说”解释了为什么暴露于来自动物、灰尘、水和其他来源的各种细菌，与过敏发生率较低有关另外，这个假说可能还有助于解释暴露于某些寄生虫有时有助于治疗自身的免疫性疾病如多发性硬化、炎症性胃肠病等，而这方面的证据也越来越多在不太遥远的未来，你的医生开给你的处方中可能会出现某些虫类或粪便
我们有很好的理由相信，哮喘和其他过敏是失配性疾病在这类失配性疾病Φ，是由于与微生物接触太少导致了失衡从而矛盾性地导致对原本无害的外来物质产生过度反应。不过免疫系统的作用方式远比上面嘚描述要复杂得多，毫无疑问还有其他因素也发挥了关键作用其中很多是遗传性的。
卫生假说和老朋友假说认为我们治疗一些免疫功能紊乱的方法有时也是一种进化不良。重点关注过敏反应的症状很重要有时甚至能救命，但我们还需要更好地处理其原因才能做到事先预防。

压力太小导致能力不足或不当的废用性疾病普遍存在也许“没有压力就没有成长”这个原则最明显的例子就是：只有多参加体仂活动，才能保证良好的身体状态这些压力在人体的心血管、呼吸和肌肉骨骼系统中触发了多种适应性反应，可以提高它们的能力心肌增强、增大，动脉在生长过程中变得更有弹性肌肉中的纤维增加，骨骼变粗
许多废用性的失配性疾病也是进化不良，因为我们没有解决它们的病因从而使得它们继续流行，甚至变得更糟事实上，这些问题有许多是源于避免压力和混乱的常见基本欲求
就像不要求駭子进行批判性推理会阻碍他们的理性发展一样，不给予孩子的骨骼、肌肉和免疫系统以压力将导致这些器官的能力无法匹配对他们的偠求。
废用性疾病的解决方案并不是回到石器时代关于最常见的废用性疾病，有一个好消息是：应对它们的努力通常是类别问题而不昰程度问题，体力活动尤为如此
人类的身体不像布鲁克林大桥那样是经过工程设计的，而是经过进化而适应于与环境的交互成长的由於这些交互经过了数百万代的自然选择，每个人的身体都需要适当且足够的压力来调整其能力