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仔细看,你身上有多少进化的痕迹?

送交者: 雨地[♀★★*空谷幽兰*★★♀] 于 2022-06-22 13:02 已读 838 次  

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腰酸背痛是现代人常有的烦恼。当这种感觉袭来的时候,我们会抱怨工作太忙,椅子不够舒服,或者最近健身房没开门。不过,在东京大学教授远藤秀纪看来,这首先要怪进化——按理说,四足动物的脊椎本该像桥梁一样平行于地面,而不是像人类这样竖起来承担整个上半身的重量。就像吃三明治的时候馅料总会掉出来一样,把原本处于水平位置的脊椎竖起来,中间的“馅料”就会承受过大的压力而向外滑动,这就是腰椎间盘突出产生的原理。


进化让我们取得了今天的文明成就,也带给我们不少烦恼。远藤秀纪研究比较解剖学,通过解剖动物的遗体理解身体的演化历史。在《失败的进化》一书中,他结合炸鸡、秋刀鱼等常见的事物举例,讲述人类的身体经历了怎样的变化。和进化的时间尺度相比,个体的寿命简直微不足道,但进化的痕迹又实实在在地存在于我们每个人身上。


从一块炸鸡开始


如果你买到了连着鸡胸那一块的炸鸡,可以观察它的骨骼。这其中有一根牙签一样的小骨头,那就是鸡的肩胛骨。相比之下,人的肩胛骨是宽大的三角形,十分发达。你可以用双手环抱上身去摸自己的后背,手掌摸到的部分就是肩胛骨。为什么会出现这样的差异呢?



从背面观察人的胸部。肩胛骨(箭头)紧贴躯干。肩胛骨的作用与乌喙骨相似,与肱骨形成关节,使手臂与胸部相接。C为锁骨,H 为肱骨。照片拍摄的本是右侧肩胛骨,为了与鸡的骨架照片对应,做了左右翻转处理。图片来源:日本国家科学博物馆藏品





从稍靠背部的角度近距离拍摄图 了的鸡骨架。在相当靠前的位置有一根“不甘寂寞”的细长肩胛骨(箭头)。1为乌喙骨,2为锁骨。它们都是构成前肢带的骨骼。图片来源:照片由带广畜产大学家畜解剖学教室的佐佐木基树博士拍摄

鸡的肩胛骨旁边还有一根更粗壮的骨头,叫乌喙骨。在解剖学中,肩胛骨、乌喙骨和周边的骨骼都属于前肢带(对人来说叫上肢带),发挥着连接前肢和躯干的作用。这几块骨骼的历史非常悠久,后来在不同物种身上经历了不同的演化。在鸟类不断提高飞行能力的过程中,乌喙骨变得更加发达,肩胛骨“退居二线”;而在人类身上,与乌喙骨同源的骨骼早已消失,肩胛骨担负了重任,让我们能够灵活地活动手臂。


这样的案例表明,进化中不只有优胜劣汰、你死我活,不同动物可能用不同的方式实现相似的功能,帮助种群生存下去。远藤秀纪在书中写道:“在某个时间节点走上不同的命运之路,最后以各自的方式取得成功,在进化史中是常有的事。”


把下颌改造成耳朵


在远藤秀纪看来,前肢带演化这样的案例可以称为“基于老图纸的设计迭代”:演化不会凭空创造出新的事物,每种生物不过是被迫接手了上一代留下的旧图纸,在这个基础上涂涂改改。


器官经过多次迭代之后,可能会发展出与最初阶段完全不同的功能。听小骨就是这样一个奇妙的案例。“换句话说,听小骨在过去的5亿年里变换了三种功能。它原为呼吸器官,在有颌鱼阶段变为咀嚼器官,到了哺乳类阶段又发展成了感觉器官。”



听小骨示意图,包括锤骨(malleus)、砧骨(incus)和镫骨(stapes)。图片来源:Wiki Commons。




听小骨原本是颞下颌关节“铰链”的一部分,也就是控制嘴巴张开、闭合的关节。或许是因为这个部位靠近耳朵深处,大约2亿多年前的早期哺乳动物将它们送进耳朵,发挥“声音放大器”的作用,同时用别的骨骼“改造”出一套新的颞下颌关节,确保动物能够正常地吃东西。


如果再往前回溯2亿年,听小骨的历史甚至可以追溯到呼吸器官,具体来说是连着深红色鱼鳃的那块弧形的软骨,称为鳃弓。至于鱼鳃和下颌的由来,那就是另一个故事了。早期的脊椎动物是没有下颌的,有颌鱼类的诞生是进化史上重要的一步,这其中的细节仍然有许多争议。有兴趣的读者可以阅读书中的详细叙述,并等待科学研究给出更多的解释。


进化的代价


从解剖学角度看来,人与其他动物最大的区别就是直立行走的体态。为了适应直立行走,我们的身体发生了很多变化。我们拥有了发达的跗骨(脚后跟周边的骨头),以完成行走过程中单腿承担全身重量的重任;骨盆也发育得比其他动物更大,以更好地承托内脏。适应直立行走又让我们发展出语言和使用工具的能力,让文明的产生成为可能。


但是,人类的身体远非完美。进化的缺陷加上现代生活习惯的影响,让我们出现了一系列其他动物根本不会有的烦恼,比如前文提到的腰椎间盘突出,比如颈肩疼痛、手脚冰凉。


人类有机会修正这些缺陷吗?我们能否见证人类的下一次进化?


很遗憾,远藤秀纪认为答案是否定的,我们引以为豪的大脑“正是人类失败的根源所在”。地球上有的是活了几千万年乃至上亿年的生物,唯有我们人类在短短500万年的时间里让环境发生了巨大的变化,已经威胁到了自身的生存。在他看来:“我们人类的历史会在下一次设计迭代出现之前画上句号。"但他又以一贯的幽默指出,我们能意识到自己是失败之作,不也是值得赞叹的吗?

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