读后感

  • 这个世界是充满变化的,各种生物互相影响

  • 我们不能假设历史,在当时行之有效的基因但却让你活了下来,基因的变迁无法跟随环境的变化,那这部分生物会被自然选择淘汰

  • 人很渺小,只是历史长河中的一小块,敬畏自然。

觉得人渺小,会悲观吗?

一开始会,现在不会,更加珍重健康、敬畏生命。

在宏大的叙事中人是渺小的,但是同时因为认知的局限性,我们又会拥有足够的自我感受每天都不一样的生活。
大自然就是不断地动荡然后达到新的平衡,当我们的预期超过我们的认知/现有能做的事情时,那可能才会不幸福。

笔记

病者生存
沙龙·莫勒姆 乔纳森·普林斯
125 个笔记

第1章 走出补铁的误区

血色素沉积症起源于维京人(北欧海盗),并且随着他们在欧洲海岸的殖民统治而在北欧传播开来。这种基因突变最初可能是机体的一种保护机制,为了改善生活在恶劣环境中营养不良的人群体内缺铁的状况而逐步形成的(如果这种假设真的成立的话,那么所有生活在缺铁环境中的人应该都会患上血色素沉积症,但是事实并非如此)。有些研究人员推测,患有血色素沉积症的女性可能会从通过饮食摄入的多余的铁中获益,因为这些铁能防止她们患上由月经引起的贫血症,这反过来又能帮助她们生育更多的孩子,而这些孩子也会携带血色素沉积症的突变基因。更有其他的理论推断,维京男性或许已经消除了血色素沉积症的负面影响,因为他们的“勇士文化”(血腥的野蛮杀戮)会导致频繁失血。


遗传学家将这一过程称为“建立者效应”(the founder effect,也称“奠基者效应”或“创始人效应”等)。当一小群人在人烟稀少、与外界隔绝的地区建立殖民部落后,那里便会出现很明显的近亲繁殖现象。这种近亲繁殖几乎保证了所有早期非致命性的突变基因在部落人群中广泛存在。


几个世纪以来,西方国家的人要是身体不舒服想要放血治疗,最常去的地方就是理发店。如今,我们熟悉的理发店门口放置的红、蓝、白条纹相间的三色旋转柱,其实就是当年理发店提供放血治疗服务的标志(红色代表动脉,蓝色代表静脉,白色代表绷带):柱子顶端的黄铜碗用于盛放水蛭,底端的碗则用于装流出来的血液;柱子上红色和白色的螺旋条纹源于中世纪时人们将洗过的绷带挂在柱子上吹干的举动,这些绷带会在风中扭动,绕着柱子呈螺旋状缠绕。你或许会纳闷儿:为什么那时的理发师会扮演外科医生的角色呢?原因很简单,因为理发师手中有剃刀啊(当时理发师最常用的一种刀叫“柳叶刀”)!


放血疗法或者按现在的说法叫“静脉切开术”(phlebotomy),是治疗血色素沉积症的首选方法。血色素沉积症患者进行定期放血可以帮助他们将体内的铁含量降低至正常水平,并防止身体器官中的铁积聚对身体造成伤害。
其次,放血疗法不仅仅适用于血色素沉积症,医生和研究人员也正在研究将静脉切开术作为对抗心脏病、高血压和肺水肿的辅助手段的方法。因此,我们曾经彻底摒弃的史上著名的放血疗法,如今也有了另一番景象。新的证据表明,适度放血可能也会产生有益的效果。


不仅仅是注射铁剂会加速感染的发生,添加了铁元素的食物也可以成为细菌的美食。许多婴儿的肠道中可能存在肉毒杆菌孢子(蜂蜜中也含有这种孢子,这也是为何医生会建议父母不要给婴儿喂食蜂蜜的原因之一,特别是在宝宝1岁之前)。一旦孢子在肠道中萌发、生长,结果可能是致命的。


第2章 血糖里隐藏的秘密

糖尿病患者体内,由于胰岛素帮助人体代谢葡萄糖的过程被破坏,导致血液中的糖分含量异常升高。如果不加以控制,这些不正常的血糖水平可能会引起快速脱水、昏迷和死亡。即使严格控制,糖尿病的长期并发症包括失明、心脏病、中风和血管疾病等,也常常会导致坏疽,甚至是截肢。


美国西南部的皮马印第安人的糖尿病发病率就十分惊人,几乎占全部成年人的一半。印第安人祖辈狩猎—采集的生活方式使得他们身体的新陈代谢系统更适用于阿特金斯健康饮食法(Atkins diet,低碳水化合物饮食),而不是几个世纪以来欧洲农民以碳水化合物和高糖食物为主的饮食习惯。


树木的年轮在寒冷或干旱的年份较窄,在湿润或温暖的年份则比较宽,由此他发现17世纪前后曾有过一次显著的气温下降的过程,持续时间长达一个世纪之久。科学界对此唏嘘不已,气候变化学会甚至提出质疑,认为当时道格拉斯在森林中砍倒大树时,并无其他人在场作证。[根据哥伦比亚大学的劳埃德·伯克尔博士(Dr. Lloyd Burckle)的说法,不仅道格拉斯是正确的,而且他还发现正是这长达百年的寒潮期造就了许多优美的音乐。伯克尔说,包括斯特拉迪瓦里(Stradivari)在内的许多欧洲伟大的小提琴工匠,都曾用生长于这一时期的树木制造出众多音质上佳的乐器。这些乐器之所以能演奏出悦耳动听的音乐,是因为制作它们的木料具有很高的密度。在长达百年的寒潮期里,树木生长缓慢、年轮细窄,形成了高密度的木质结构。]


有些传统思潮对科学界产生的“寒蝉效应”也是不可低估的。当时的地质学家认为,“现在是认识过去的一把钥匙”——如果今天的气候如此,那么昨天的气候也应该是如此。


在过去的11万年间,这些突然的气候变化实际上已经发生过大约20次了,而气候唯一真正稳定的时期是过去的11 000年左右。事实证明,现在并不是认识过去的钥匙——现在和过去的每一个时期都是一个特例。


你的身体一旦感觉到寒冷,就会收缩四肢稀疏的毛细血管网,首先是手指和脚趾,然后就是胳膊和腿。随着毛细血管壁的收缩,血液会被挤压出来,并被推向身体的躯干部分。尽管这样做有四肢被冻伤的风险,但却能为你身体的重要器官提供一个“温水浴”,使它们保持在一个相对安全的温度。这就是人体天然的“舍车保帅”原则——必要时舍弃四肢,保全身体的重要脏器。


因纽特猎人可以在几分钟内将手部皮肤的温度从近冰点提高到50华氏度(约合10摄氏度);对于绝大多数人来说,这需要更长的时间。与之相反,那些生活在温暖气候环境中的其他族群的后裔似乎没有这种可以同时保护四肢和躯体的自然能力。这也是为什么在朝鲜战争中,非洲裔的美国士兵比其他士兵更容易在严寒时期冻伤。


当血糖被输送到棕色脂肪细胞中,而不是储存在普通脂肪细胞中以备未来能量之需时,棕色脂肪细胞就会将其转化为热量(对于已经适应了严寒气候的人来说,棕色脂肪可以多燃烧70%的脂肪)。科学家将棕色脂肪释放能量的过程称作“非颤抖性产热”(nonshivering thermogenesis),因为这种产生热量的过程不涉及肌肉的活动。颤抖产热只在几个小时之内效果显著,一旦你耗尽了肌肉的血糖储备,它就不再起作用了,而且同时还会使身体感到疲劳。与之相反,只要人体进食或者遇到寒冷刺激时,棕色脂肪就能够不断地产生热量,并且与大多数其他的组织不同的是,棕色脂肪不需要依赖胰岛素将葡萄糖带入细胞当中。


对于冷利尿,即遇到寒冷时需要小便,其主流的解释仍旧是“压力说”,只不过这里的“压力”不是指来自外部的压力,而是内部的压力。这种理论认为,当人体感到寒冷的时候,四肢的血管会发生收缩,导致体内的血压升高,于是身体就会向肾脏发出信号,要求将体内多余的液体排出。但是,该理论并没有完全解释冷利尿现象,即便是在最近的研究成果发布之后。


谁知“无心插柳柳成荫”,葡萄酒商酿出了一种甘如蜂蜜的美酒,由此成就了冰酒的问世。自这次偶然而又意外的、具有传奇色彩的收获之后,一些酿酒师开始专门酿造冰酒,每年都等待第一次霜冻之后才开始采摘葡萄,以便收获冰葡萄。今天,葡萄酒的评分、分级和各项指标加权的方法有很多,人们主要是以葡萄酒中的“糖分”作为衡量标准的。一般餐桌上饮用的葡萄酒的糖分为0~3,而冰酒的糖分则是18~28。
葡萄的皱缩是水分流失造成的。从化学的角度来说,我们不难猜测为什么葡萄在遭受霜冻之后可能会丧失水分——葡萄中的水分越少,冰晶就越少,葡萄中脆弱的细胞膜也就越不容易遭到破坏。


我们知道,冰晶只能由纯水组成,但是冰晶开始形成的温度取决于水中的其他物质,因为任何溶解在水中的物质都会妨碍液态水形成固态冰晶六边形格子的能力。


和酒精一样,糖也是一种天然的防冻剂。液体中的糖含量越高,冰点就越低。


随着气温的下降,林蛙所有的生命活动都会停止——没有心跳,没有呼吸,也没有可以检测到的大脑活动。它的眼睛是睁开的,僵硬而又惨白。


在林蛙的皮肤感知到温度即将降至冰点附近几分钟之后,它开始将血液和组织器官细胞中的水分排出,这一过程不是通过排尿实现的,而是将水分集中储存在了腹部。与此同时,肝脏将大量的(相对于小小的林蛙而言)葡萄糖释放到了血液中,并辅以释放额外的糖醇,使林蛙体内的血糖水平上升了数百倍。所有的这些变化都大大降低了林蛙血液中残留水分的冰点,并有效地将其转化为一种含糖的防冻剂。


作为一种理论,它是备受争议的,但是糖尿病有可能真的帮助过欧洲居民的祖先在新仙女木期突至的寒冷中生存了下来。


在天气寒冷的地区,在较冷的月份里被确诊为糖尿病的人明显增多。在北半球,这就意味着在每年11月到次年2月,糖尿病患者要比6月到9月的多得多。


请记住,进化的过程虽然很了不起,但是它并不完美。每一次的适应都可能是多个物种间的一种妥协:在某些情况下是一种进步,在其他情况下则有可能是不利的因素。


像林蛙一样的耐寒动物,恰巧就是利用高血糖的抗冻特性成功地生存了下来,也许它们用来控制高血糖并发症的机制能够为我们找到治疗糖尿病的新方法带来启示。


第3章 胆固醇升高也有裨益

大自然的阳光一方面可以帮助我们的身体合成维生素D,另一方面又会破坏我们体内的叶酸(folic acid)储备,而维生素D和叶酸对我们的健康都极为重要。为了处理这种自相矛盾的复杂关系,不同的种群已经进化出了相应的机制,来帮助减少体内叶酸的流失并确保合成足够的维生素D。


克罗恩病(Crohn’s disease)是一种胃肠道炎症性疾病,除了会产生腹痛、腹泻等临床症状以外,炎症的存在还会损害体内营养成分的吸收,其中就包括维生素D的吸收。由于大多数患有克罗恩病的人都会同时伴发维生素D缺乏症,因此目前已有一些医生开始为患者实施每周三次、六个月疗程的UVB日晒床治疗,以使他们体内的维生素D恢复至健康水平!


20世纪90年代中期,一名阿根廷儿科医生曾经报告一项发现,三名健康妇女在怀孕期间使用了室内日晒床以后,全都生下了患有神经管畸形的婴儿。这难道是巧合吗?事实未必如此。
当然,叶酸的重要性并不只是显现在怀孕的过程当中,叶酸缺乏与贫血也有着直接的关系,因为叶酸在红细胞的生成中发挥着一定的作用。


因为垂体是从视神经中获得信息的,当视神经感受到光线时,它就会向垂体发出信号,启动黑色素细胞的工作程序。猜猜当你戴上太阳镜之后会发生什么?由于到达视神经的光线变少,所以传递到垂体的警告信号也会减少,继而刺激黑色素细胞的激素的释放也会少得多,最终导致黑色素生成量减少,从而使得皮肤灼伤的风险大大增加。


如果在你年幼的时候,你的祖母曾经把鱼肝油强挤进你的喉咙里,那么她其实是在做一件和因纽特人相似的事情——因为鱼肝油中富含维生素D,所以服用鱼肝油是预防佝偻病的最佳途径之一,特别是在牛奶被常规添加了维生素D之前。


一代人的进化解决方案很可能是另一代人的进化难题,尤其是当人们不再生活在他们的身体已经通过进化过程适应了的环境中时。


但是曾经去过一个亚洲人经常光顾的酒吧,你也可能会看到他们酒后脸红的反应。这种现象被称为“亚洲红脸症”(Asian flush),或者更正式一点的名称是“酒精性脸红反应”(alcohol flush response)。将近半数的亚洲人在饮酒之后都会出现红脸反应,而这在其他种族里却很少见到,这又是怎么回事呢?


犹太人将自己的民族分为三大支派,以保留某些宗教传统。这些支派是以他们所属的《圣经》部落为基础的:祭司支派的后裔,从根本上可以追溯到摩西的哥哥亚伦,即古代以色列的第一任大祭司;利未人是利未支派的后裔,利未是圣殿的传统首领;现如今,其他十二个部落的后裔都被简称为以色列人。


不同种群的祖先在世界各地定居和迁居的过程中,经历了各不相同的进化压力,因而导致不同的种群确实存在着不同的遗传特质。


又有一部分人依靠小船或冰桥向着更远的地方冒险前进,他们绕过了北极,最后南下到达了北美洲和南美洲地区。


疯狂原始人诚不欺我

当然,这也只是推测,也有可能人类起源于多个地方,甚至不同种群的早期人类和尼安德特人(居住在欧洲及西亚的古人类,属于晚期智人的一种)都曾相互通婚、种间交配。


迥异于其他种群的头盖骨形状可能是根据某一种群生活的气候环境,为了促进热量的储存和释放,而进化形成的一种适应机制。


一类人就像一类产品,基因突变是产品经理,自然就像用户一样不断地给人提供各种场景,让他快速进化成长。

在适当的环境条件下,强大的进化压力可以在短短一两代人的时间内,将某种遗传特性在某一种群的基因库中孕育出来或者清除出去。


在人类近代史上,黑奴贸易写下了最可耻、最卑劣的一页。利欲熏心的奴隶贩子把非洲黑人贩卖到美洲,黑奴们面对的运输环境和条件极其恶劣,通常都饿着肚子,甚至连水都没法喝,所以死亡率非常高。在此种情况下,那些体内天生能保存较多盐分的人存活的希望可能会大一些,因为额外的盐分可以帮助他们体内储存足够的水分,以避免致命性脱水的发生。假如这是真的,那么奴隶贸易其实造成了一种非自然的选择,使得非洲裔美国人体内储存盐分的能力增强了。而当这种能力与现代高盐的饮食相结合时,就会导致高血压的发病率上升。


当前的这些统计数据还并不能完全说明问题。因为从一开始,那些与遗传和进化无关的其他组间差异并未完全得到有效控制,而饮食、营养、环境、个人习惯以及医疗保健等方面的差异都会对研究结果产生影响。但是,这并不意味着我们应该忽视不同种群中疾病发病率的大趋势;相反,我们越是了解进化是如何影响基因组成的,就越清楚应该如何更健康地生活。


如果你曾经在服用了标准剂量的苏达菲(Sudafed)之后,有刺痛的感觉并且心跳加速,那么你很可能是一个慢代谢者,此时你最好将情况如实告知医生,减少用药剂量。


第4章 “嘿,蚕豆兄,帮个忙好吗?”

古希腊学者毕达哥拉斯曾经警告过一群未来的哲学家要“远离蚕豆”,因为蚕豆在当时常充当选票,白色代表“赞成”,黑色代表“反对”,所以毕达哥拉斯可能是想告诫他的学生们:所有优秀的哲学家都应该“远离政治”。这一忠告在今天依然适用。


“有烟之处必有火”。你大概已经猜到了,民间传说总是跟医学有着某种渊源,对于蚕豆来说,更是如此。


自由基本质上是具有不成对电子的分子或原子,而不成对的电子盼着自己能够出双入对。不幸的是,这些电子在机体内所有错误的地方寻找着“爱情”。当不成对的电子试图与其他分子中的电子配对时,便会引起化学反应。这些反应会破坏细胞中的化学物质,导致细胞早死,这也是自由基会引起衰老的主要原因之一。


那就是进化不喜欢那些使我们生病的遗传性状,除非这些性状更有可能在伤害我们之前帮助我们。一种由4亿多人共同拥有的遗传性状无疑是进化的最爱。由此可见,G6PD缺乏症的存在一定也具有某种积极的意义,对吗?
答案是肯定的。


苹果的种子不会掉落在离树很远的地方,除非有动物吃掉它,并带它去“兜风旅行”。这是一次“美食之旅”,适用于每一种植物。事实上,这就是为什么成熟的果实容易采摘,而且经常会自己掉落,而未成熟的果实很难采摘——因为在果实内部的种子发育完成之前,植物不希望你把它们的果实摘下来。在大自然母亲的“户外咖啡馆”中,没有免费的午餐。


当苜蓿遇上不太好的年景——没有足够的雨水或阳光,或者雨水或阳光太多时,它就会通过限制掠食者下一代的数量来保护自己。它会增加刺芒柄花素的生成量,使掠食者中的“准父母”丧失生育能力,从而防止掠食者的后代们对它造成威胁。


时至今日,木薯已经成为很多生活在热带地区的人的主食。但是,它含有一种致命的氰化物的前体。当然,在它被煮熟和正确加工以后,就是无毒的了。所以,下次看到生的木薯时,千万不要直接啃咬。不出所料的是,在干旱时期,木薯的氰化物含量特别高,因为此时木薯需要额外的防御措施来抵御掠食者,以安然度过生长期。


哺乳动物对辣椒素极其敏感,因为辣椒素会作用于哺乳动物感知疼痛和温度的神经纤维,但是鸟类通常感觉不到辣味,因为其体内缺乏对辣椒素敏感的受体。由此可以看出,大自然母亲在大跳“进化之舞”时,是多么聪慧、巧妙。


因为哺乳动物的消化系统会破坏它们的小种子,这个过程已经偏离了“美食之旅”的轨道。但是鸟类在吃辣椒时既不会破坏辣椒的种子,也不会受到辣椒素的影响。所以,哺乳动物就把辣椒留给了鸟儿,鸟儿们把种子带到了空中,沿途撒播。


但是在几乎以辣椒为主要调味品的地方如斯里兰卡,以及在其他大量食用辣椒的种族中,胃癌的发病率的确更高。


人类进化出品尝苦味的能力,是为了检测植物中的毒素并避免食用它们。(这就是许多植物生物学家给植物产生的毒素起名为“拒食剂”的原因。)


请记住,植物的化学武器大多不是针对我们人类的,它们更多的是针对昆虫、细菌、真菌以及某些专门食草的哺乳动物。因此,如果我们对某种植物实行“单方面裁军”,这就好比是把糖果店的钥匙交给了校车里的孩子们,估计很快糖果店便会被席卷一空,而对植物来说,其掠食者也会将它们一扫而光。


芹菜通过产生补骨脂内酯(psoralen)来保护自己,补骨脂内酯是一种可以破坏DNA和植物组织的毒素,同时也可以使人体对阳光极度敏感。有趣的是,补骨脂内酯只有在暴露在阳光下时才具有活性,所以有些昆虫为了避免这种毒素在体内产生活性,会选择在黑暗中对受害者发起攻击,然后将自己卷在一片叶子里面,躲上一整天,在没有阳光照射的黑暗中尽享美味大餐。


对于那些长期以来一直碰触大量芹菜的人来说,补骨脂内酯通常会带来较多的问题,例如,许多芹菜采摘者会患有皮肤方面的疾病。


如果不幸感染了疟疾,你会经历可怕的、周期性规律发作的全身发冷、发热、多汗,并伴有关节疼痛、呕吐和贫血等症状。最终,它会导致昏迷和死亡,在儿童和孕妇中尤甚。


辣椒中的辣椒素可以刺激内啡肽的释放,从而使人产生愉悦感,减轻压力感。与此同时,辣椒素还能提高机体的新陈代谢率——有些人认为可提升高达25%。更重要的是,越来越多的证据表明辣椒素可能有助于减轻各种疼痛,包括由关节炎、带状疱疹和术后不适等引起的疼痛。


类似的例子比比皆是。芹菜中的补骨脂内酯可以引起皮肤损伤,但却是牛皮癣患者的“救星”;大蒜中的大蒜素可以防止血液中的血小板聚集到一起而形成血栓,这可能会成为预防心脏病有力武器;我们生活中常见的阿司匹林,最初是柳树树皮中的一种化学物质,能起到防治昆虫的作用,而今天,它几乎被视为一种“万能药”,无论是稀释血液,还是解热止痛,都离不开它;听说过紫杉酚吗?这种强效的抗癌药物是另外一种树皮的衍生物,不过不是柳树的树皮,而是太平洋紫杉的树皮。


第5章 微生物与人类

蠕虫有时可以通过手术清除,但是几千年来,唯一有效的治疗方法就是将蠕虫露出皮肤的一头缠绕在一根小棍子上,然后慢慢地、小心翼翼地将它拉出来。每次只能拔出一丁点儿,有时候蠕虫可以在几天之内被完全拉出,但这一过程通常需要数周或者数月的时间,令人苦不堪言。尽管如此,也不能操之过急,因为如果蠕虫被扯断了,感染者可能会经历更加痛苦和严重的反应,甚至会死亡。


甚至,性吸引力也与疾病有关。看到某位性感的异性,为什么你会觉得他(她)身上的气味如此具有诱惑力?这通常表明你和他(她)有着不同的免疫系统,如果你们俩一起生育下一代,那么你们的孩子会拥有比你们更广泛的免疫力。


不仅仅是我们需要通过进化来应对外部的生物,当然也有可能是它们通过进化来对付我们。


这些肠道细菌或者肠道菌群通过分解不能被人体直接吸收的食物来帮助我们创造能量;它们能够帮助训练我们的免疫系统,来识别和攻击有害的生物;它们能够刺激细胞的生长;它们甚至可以保护我们免受有害细菌的侵害。事实上,许多人在服用抗生素时遇到的消化问题直接与肠道中正常菌群的失调有关。使用广谱抗生素(broad-spectrum antibiotics,即抗菌范围广泛的抗生素,如氯霉素、四环素等)就好比是“地毯式轰炸”,它们无法分辨敌人、盟友和无辜的旁观者,会将“挡路者”全部杀死。这就是为什么许多医生建议,在服用抗生素的同时最好喝点酸奶,因为酸奶中的细菌是友好的益生菌,它们能够临时扮演肠道菌群的角色,对消化功能提供一定的帮助和保护,直到肠道菌群恢复至正常水平。


当然也会有例外,其中之一就是一种被称为乳酸菌的细菌,它是最常见的益生菌之一,主要依靠钴和锰而不是铁来生存,这就意味着它不会觊觎你体内的铁元素。


成年黄蜂存放在蜘蛛体内的卵很快孵化成为幼虫。幼虫(我们就称它为“小麦克白”吧)开始在蜘蛛的腹部打洞,慢慢吸干它的血。在接下来的几天里,黄蜂幼虫一直依靠着蜘蛛生存,而蜘蛛一如既往地织着网,浑然不觉。


“黄蜂幼虫可能是通过某种生化物质操控了蜘蛛的神经系统,导致蜘蛛只执行了织网子程序的一小部分(通常只编织圆形网状结构的一部分),与此同时压制了其他所有的程序。”


迁移成本

对于很多寄生虫来说,所有的努力都将归结为一点:如何从一个宿主的体内迁移到另一个宿主的体内。


而对于吸虫来说,当成年吸虫产下虫卵以后,这些虫卵会随着宿主的粪便被排出体外,此时的虫卵一直保持休眠的状态,直到蜗牛出现并吃掉粪便,在这个过程中虫卵也会被吃进去。一旦被吃掉,虫卵便开始在蜗牛的体内孵化,最终新生的吸虫会通过蜗牛的黏液被排泄出来。继而,蚂蚁又将黏液吃掉,成为吸虫新的宿主,开始了生命新的“征程”。然而,前面还有很长的路要走。想想看,待在蚂蚁体内的你需要进入一只绵羊的体内,该怎么做呢?
当蚂蚁携带的吸虫逐渐发育长大,其中一只吸虫会进入蚂蚁的大脑当中,对蚂蚁的神经系统进行操控。忽然之间,寄居了吸虫的蚂蚁的行为变得异常古怪。每天晚上,它都会悄悄地离开蚁穴,找到一根鲜嫩的青草,爬到草叶的顶端,吊挂着,完全是一副自杀的架势,只等着吃草的绵羊一口将它吞下。如果当天晚上没有被绵羊吃掉,它会在白天返回到蚁群当中,然后在夜幕降临的时候再寻找另一片草叶,继续它的“自杀行动”。终于,蚂蚁被绵羊连同青草一起吃掉了,吸虫得以进入新宿主的体内,它历经艰难险阻从新宿主的消化系统中“突围”出来,最终在其肝脏中寄生了下来。


此外,狼人的传说也极有可能源于古代人对狂犬病病毒发作时的观察,传说中狼人只需要咬上一口,就能将受害者变成一只像狼人一样疯狂咬人的野兽。


孕妇和免疫系统受损的人群都应该避免食用生肉,同时尽量由他人来清空垃圾箱(避免接触猫的粪便等)。


精神分裂症患者中,弓形虫感染的发病率较高,这一点似乎很明显,尽管我们尚不清楚二者之间到底谁是谁的致病原因。弓形虫可能是精神分裂症的一种诱因,但是也有可能是精神分裂症患者的行为举止,如不良的卫生习惯等,使他们更容易接触弓形虫,从而使感染风险增加。


如果托里博士的推断是正确的,弓形虫感染确实可以引发精神分裂症的话,那么我们就需要以一种全新的视角来看待“疯狂猫女士”了。


我们发现她们(被感染的女性)更随和,更热心,有更多的朋友,而且也更注重自己的外表。然而,她们也会变得不那么值得信任,并且容易与更多的男性发生关系。
弗莱格教授还发现,对于感染了弓形虫的男性而言,情况却截然相反。他们会变得不爱打扮、不修边幅,变得不合群,也更喜欢打架斗殴。与此同时,他们也更容易猜疑和嫉妒,并且不太愿意遵守规则。


是的,打喷嚏的确是一种症状,但如果是感冒引起的打喷嚏,那它们就是“有目的”的症状,只不过这种目的并不是我们的本意。


最近,又有研究表明(虽然饱受争议),儿童的强迫症和链球菌(streptococcal)感染之间可能也存在着某种联系。


寄生的可持续发展

从性传播寄生病原体的角度来看,它们可能希望你发生较为频繁的性行为,但绝对不希望是太频繁的性滥交。


而且根据这一理论,通过牺牲自己,你能拯救的亲戚越多,你就越有可能奋不顾身地采取行动。从进化的角度来看,让基因的单个携带者(也就是你)死亡,以便让你的至亲和整个大家庭的更大规模的基因库存活下来,是理所当然的。


那么当你感染了致命的而且具有传染性的疾病时,会发生什么呢?一些研究人员认为,患病的灵长类动物会被自己的族群抛弃,其自身可能也负有部分责任,远离族群的个体实际上是为了保护族群中的亲属免受感染才选择了四处游荡。这种现象在崖燕和面象虫的研究中也有记载,这两个物种的成员在感染了寄生虫以后,似乎都会选择远离它们的亲属。


在人类文化中存在一种近乎普遍的本能反应,那就是对外来者的恐惧心理,它有一个正式的名称叫作“惧外恐惧症”(xenophobia)。惧外恐惧症的根源可能是某种根深蒂固的本能,即保护自己的群体免受包括传染病在内的外部威胁,确保他们能够健康生活、繁衍生息。


它们以快取胜,而我们以聪明见长。我们可以思考进化是如何运作的,并试着利用进化来获得我们的优势,而它们却根本不会思考。请记住,生存和繁殖是驱动细菌的两大生物学需求,同时也是其他任何生物的需求。假如我们让某种特定类型的细菌在健康的人类体内比在患病的人类体内更容易生存下来,这难道不会对伤害我们的行为造成进化压力吗?


微生物在宿主之间进行传播的三种基本途径:
(1)宿主之间距离较近时,通过空气或身体接触进行传播,以这种方式传播的疾病包括普通感冒和性传播疾病(STDs)等;
(2)以其他的生物,如蚊子、苍蝇或跳蚤为中间媒介进行传播,这类疾病包括疟疾、非洲昏睡病、斑疹伤寒等;
(3)通过受污染的食物或水进行传播,通过这种方式传播的疾病包括霍乱、伤寒和甲型肝炎等。


埃瓦尔德认为,我们可以利用对病原体的这种认识,来影响病原体的进化,从而使其丧失毒力。其基本理论大概是这样:阻断不需要人类参与的传播方式,然后所有的进化压力就都会突然朝着保证人类宿主能够行动自如的方向发展。
我们就以霍乱爆发作为例子来阐释一下这一理论的可行性。根据埃瓦尔德的理论,特定人群中所暴发的霍乱的毒力应该直接与该人群饮用水源的质量和安全性有关。如果污水很容易就流入了人们日常洗涤或饮水所用的河流中,那么霍乱病原体就会朝着毒力增强的方向进化,因为它可以充分地利用宿主,并依靠便利的水源进行传播,从而可以自由地繁殖。但是,如果水源得到了很好的保护,霍乱病原体就应该朝着毒力减弱的方向进化,因为在不断移动的宿主体内待的时间越长,其传播的机会也就越大。


我们应该主动控制病原体的进化方向,袒护那些毒力相对较弱的菌株,从而将那些病原体驯化,使它们回归到以前毒力较弱的状态。由于病原体的毒力大大减弱了,大多数人即便是被感染了,也可能毫无察觉,就好像是打了一剂免费的活疫苗一样。


第6章 人类基因库探秘

果然,他的直觉是正确的,牛痘感染确实可以保护人们免受天花的侵害。此后,爱德华·詹纳当然也不再是一名普通的乡村医生,因为他的手上掌握着人类历史上第一种可以预防天花的牛痘疫苗。英文单词“vaccine”(疫苗)实际上就来源于“牛”的拉丁文“vacca”以及“牛痘”的拉丁文“vaccinia”。


疫苗实际上是相对无害的病毒(无害是因为它经过了人工减毒、灭活或碎片化处理,或者像牛痘一样,是一种我们的身体能够识别得出,但是又不足以引起严重疾病的病毒)。将这种无害的病毒引入人体以后,就能刺激我们的免疫系统产生专门针对该病毒的特异性抗体。这样有朝一日,当我们接触到真正有害的病毒时,我们身体的免疫系统就会依循其原有的记忆,立即制造出更多的特异性抗体来保护自己。以牛痘为例,它只会导致人类产生非常轻微的感染,但是由于它的结构与天花极为相似,所以我们的免疫系统针对牛痘产生的抗体对天花同样奏效。


数百万年的进化压力、反应、适应和选择都汇集到了这第一个细胞之中,它包含着合成人类生长发育所需蛋白质的每一个遗传指令。所有这些指令都存在于大约30亿对核苷酸中,这些核苷酸对被称为“DNA碱基对”,据此估计人类基因组包含的蛋白编码基因应该不超过30 000个。这些基因被组织在了23对(46条)染色体中。


我们体内只有不到3%的DNA含有构建细胞的指令,而绝大多数,也就是其余的97%,都不具备活性来指导形成任何物质。试想一下,如果你把体内所有细胞的DNA首尾相连摞起来,就够得着篮球巨星沙奎尔·奥尼尔(Shaquille O’Neal)的头顶了,但是其中参与编码来帮助构建身体的活性DNA总高度甚至都不及他的脚踝。


如今,大多数科学家都认为,线粒体曾经是一种独立的寄生细菌,它们在进化的过程中与我们的某些原始哺乳动物前辈形成了一种互利共生的关系。这些可能的“前任细菌”不仅生活在我们体内几乎所有的细胞中,它们甚至还拥有属于自己的可遗传的DNA,即“线粒体DNA”或“mtDNA”。


目前研究人员认为,我们的DNA中有多达三分之一来自病毒。换句话说,人类的进化不单单是机体不断“适应”病毒和细菌的结果,而且还可能是与它们“有机结合”的产物。


这些太阳黑子活动的高峰与流感大流行之间还存在着奇怪的相关性。20世纪时,9次太阳黑子活动高峰中有6次都与大规模的流感暴发同时发生。


病毒发生明显的抗原漂移或转换时,我们的身体就不能识别出这种病毒,并且也没有抗体可以对抗它,于是事情就会变得很糟糕。


基因力求“资源丰富化”并且最大限度地利用现有的基因无疑是很有道理的。这与20世纪80年代著名的日本Kaizen(持续改善)管理体系相似。根据这一管理体系,许多工作决策都是在工厂车间里进行的,然后传达给管理层——对生产线进行小幅改造比重新设计整条生产线要高效得多。


但是不幸的是,当教科书中提及获得性遗传理论时,可怜的让—巴蒂斯特·拉马克成为这个他从未创立过的理论的牺牲品。不知何时,历史上的一位科普作家(其名字已不可考)从某处获悉,拉马克对获得性遗传理论负有责任,于是一代又一代的科普作家都继承了这个观点,并将其传承了下去。换句话说,有人把这一理论归咎于拉马克,很多人也跟着人云亦云,于是以讹传讹直到今天。时至今日,教科书上还在讲述试图证实拉马克学说的愚蠢研究人员通过切断一代又一代老鼠的尾巴,以期最终可以得到一代生来就没有尾巴的老鼠,结果只是徒劳。


麦克林托克发现,特别是当植物受到压力时,整个DNA序列可以从一个地方移动到另一个地方,甚至可以将它们自己插入活性基因中。当玉米DNA中的这些基因发生剪切,并将自己从一个地方粘贴到另一个地方时,它们实际上已经通过改变DNA序列影响了附近的基因:它们如同开关一样,有时将基因开启,有时将基因关闭。更为重要的是,麦克林托克还发现,这些四处跳动的基因的行为并不是完全随机的,似乎存在着某种机制可以调控它们的行为。首先,它们会经常移动到基因组中某些特定的位置。其次,这些活性突变似乎是由威胁玉米生存的外部环境的变化触发的,如极端的高温或干旱。简而言之,玉米植株的突变似乎是一种有意的行为,既不随机,也不罕见。


引发其他癌症的突变可能是由外部因素触发引起的,比如吸烟或者暴露于辐射等。


认为生物进化的特点是长时间保持一种只有微小变化的稳定或平衡的状态,这种状态会被短时间内发生的由重大的环境变化带来的显著变化打断。也就是说,长期的微进化之后会出现快速的大进化,渐变式的微进化与跃变式的大进化会交替出现。


病毒是遗传指令的片段,不能自行繁殖。病毒只能通过感染宿主,然后“劫持”宿主的细胞的正常生长机制进行繁殖。病毒可能会在细胞内自我复制数千次,并最终冲破细胞壁,进入新的细胞中。


“持续存在的病毒”是那些历经数百万年迁移到我们的基因组中的病毒,它们可能已经成为我们进化过程中的伙伴。


人类和我们的非洲灵长类亲属甚至具有同一种特殊的遗传性状,这使得我们的基因组在“病毒市场”中更容易“开展业务”。我们的基因组被一种特定的逆转录病毒通过某种方式改变,这使得我们更容易被其他的逆转录病毒感染。根据维拉里尔的说法,这种非洲灵长类动物所具有的支持其他病毒持续感染的能力,可能使得我们的进化步入了“快进”的状态,因为当生物体暴露于更多其他的逆转录病毒时,就会发生更快速的突变。这种能力有可能最终推动我们进化成为人类。


第7章 甲基的疯狂——最终表型之路

有越来越多的证据显示,父母的饮食习惯,尤其是母亲在怀孕初期的饮食习惯,可能会对孩子的新陈代谢造成影响。换句话说,如果你有怀孕的打算,那么在享用巨无霸汉堡之前,你真的应该三思而后行——既为了你自己的腰围着想,也为了你将来的孩子考虑。


大橘为重

令人震惊的是,这种瘦削的褐色小鼠的父母都是肥胖的黄色小鼠。事实上,它们源自一群历史悠久的肥硕的黄色小鼠,这些黄色小鼠天生就会携带一种独特的基因,叫作“鼠灰色基因”或者“刺豚鼠毛色基因”(agouti),这种基因使它们拥有了特有的浅色皮毛,并且具有患肥胖症的倾向。当携带鼠灰色基因的雄性小鼠与携带鼠灰色基因的雌性小鼠交配以后,总会产下相同特征的鼠宝宝——它们胖胖的,毛发的颜色是黄色的。如果没有进入美国杜克大学医学中心的实验室,它们应该会继续这样世代繁衍下去吧。


这种基因抑制的过程被称为“DNA甲基化”(DNA methylation)。当一种被称为“甲基”的化合物与基因结合,改变了基因表达,但实际上并未改变DNA时,“甲基化”便发生了。维生素补充剂中的化合物含有“甲基供体”(methyl donors)——形成甲基的化学分子,能够阻断遗传信号。


当然,一直以来我们都有一个基本的观念,那就是给予妊娠期女性良好的营养对胎儿的健康至关重要。此外,我们也知道这种相关性远远超出了那些显而易见的影响,比如充足的营养、健康的出生体重等,


我们有史以来第一次精确地证明了,母体的营养补充可以在不改变基因本身的前提下,永久地改变其后代的基因表达。


以上的任何一种情况中,无论是田鼠、水蚤、蝗虫,还是蜥蜴,其后代的特征都是由胚胎发育过程中的表观遗传效应控制的。DNA没有发生改变,改变的是它的表达方式。这种母亲的经历影响其后代基因表达的现象被称为“预知适应性反应”(predictive adaptive response)或者“母体效应”(maternal effect)。
 
你可以想象一下这将对人类产生怎样的影响。通过传递正确的表观遗传信号,我们就可以拥有更健康、更聪明、适应能力更强的宝宝。随着知识的日渐丰富,总有一天,甚至是在宝宝出生之后,我们或许也能够抑制以有害的方式表达自己的基因,或者将已经关闭的有用的基因重新打开。表观遗传学有可能为我们提供了一种掌控自己健康的全新的方法。DNA决定着你的命运,但是倘若能够摆脱古老的甲基化“魔法标记”并将它重写,那必将是另外一番景象。


英国的一项研究发现,在青春期之前就开始吸烟的男性,他们的儿子在9岁之前会明显比正常的同龄男孩胖得多;由于这种相关性只发生在儿子身上,所以科学家认为这些表观遗传标记是通过Y染色体传递的。


当一位女性出生的时候,她的卵巢中已经拥有了一整套的卵子,供她一生使用。这听起来有些奇怪,因为这意味着当你的母亲还在你外祖母的子宫里时,其卵巢里面就已经创造了带有你一半染色体的、你将要遗传到的卵子。新的研究表明,当你的外祖母将表观遗传信号传递给你的母亲时,她也将这些信号传递给了最终会提供给你一半DNA的卵子。


他们把不那么惯于爱抚的母鼠所生的幼鼠偷偷地放到了频繁施以爱抚的母鼠身边,同时将后者的幼鼠宝宝放到了前者的身边。那些被“养母”细心呵护的幼鼠,无论其生母的行为如何,长大之后的行为举止大多显得从容镇定。


事实上,总体情况表明人类在婴儿期应该更容易发生表观遗传效应。毕竟,出生之后的认知发展和体格发育在人类中所产生的影响比在大多数哺乳动物中所产生的影响都要深远、重要得多。


“吾生也有涯,而知也无涯。”对于表观遗传学,我们目前正处于一种“越了解就越想不通”的阶段。但是有一件事情是很明确的,那就是我们所知道的那些对我们有害的东西最终可能也会对我们的后代造成伤害,因为表观遗传标记会代代相传。


当孕妇需要早产时,医生通常会给她注射一种叫作“倍他米松”(betamethasone)的药物,以促进胎儿的肺成熟,从而极大地提高胎儿存活的概率。然而,现在有迹象表明,如果母亲注射了多剂量的倍他米松,其孩子的多动程度会有所增加,而且总体的发育速度也比较缓慢。多伦多大学最近的一项研究表明,这些影响可能会持续多代。这项研究的领导者认为,倍他米松会引起胎儿的表观遗传变化,进而会传给胎儿自己的后代。一位专门治疗早产儿的医生表示,这项研究“可怕得让人无法理解”。


人类基因组中有30亿对的核苷酸,它们参与了一场庞大而复杂的“舞蹈表演”,由此才造就了我们。当我们开始改变“舞蹈编排”时,我们需要特别地小心谨慎,尤其是考虑到我们目前缺乏足够的准确性。正所谓“牵一发而动全身”:当你试图用“推土机”移动一名“舞者”时,你肯定会铲起不止一名“火箭女郎舞蹈团的舞者”。


在2001年9月11日纽约和华盛顿遭受恐怖袭击之后的几个月里,美国加利福尼亚州晚期流产的数量急剧增加。人们很容易就会认为,有一个明显的、与行为有关的原因可以解释这一现象——过度的情绪压力使得一些准妈妈难以照顾好自己。人们很容易接受这一观点,但是有一件事难以解释——流产的增加只会影响到男性胎儿。


太平盛世,意味着更多的男孩;艰难时期,则意味着更多的女孩。对于表观遗传学,我们需要了解和学习的东西还有很多很多。


第8章 这就是人生:为什么你和你的iPod终将走向死亡

伦纳德·海弗利克(Leonard Hayflick)是现代老化研究的鼻祖之一。20世纪60年代,他发现(有一个特殊的例外)细胞在死亡之前,通常只会分裂固定的次数。细胞增殖(以分裂的方式进行)的这一极限被称为“海弗利克极限”。人类体细胞分裂次数的极限大约是52~60次。


把这一切行为拟人化太神奇了

正如我们已经讨论过的,我们的身体拥有多重防御癌症的机制。有一些特定的基因负责抑制肿瘤的生长,有一些基因负责创建专门的猎人程序来搜寻和摧毁肿瘤细胞,还有一些基因负责修复对抗癌症的基因。细胞甚至拥有“慷慨就义”的机制:当细胞察觉到自己已被感染或受损时,“细胞凋亡”或“程序性细胞死亡”便会发生;或者当其他细胞发现问题时,也会“说服”危险细胞自杀。除此之外,还有“海弗利克极限”。


正常人体细胞中,端粒酶的活性被抑制,因此端粒通常会随着细胞的分裂而缩短。但是,肿瘤细胞有时可以将端粒酶的活性重新激活,从而使端粒得到更快的补充。当这种情况发生时,遗传信息的丢失就会减少,因为端粒永远不会耗尽。细胞的终止日期被取消了,于是细胞可以永远增殖下去。


顺便说一下,“海弗利克极限”的另一个例外是当前政治界、医学界和伦理界辩论的“明星”——干细胞。干细胞是“未分化的”细胞,也就是说,它们可以分化成多种功能细胞。


我们注意到在哺乳动物中,除了少数例外,体形大小和预期寿命密切相关。体形越大,寿命越长。


我相信程序性老化会给整个物种而不是个体带来进化上的好处。按照这种想法,老化就像是“计划报废”的生物学版本。计划报废是工业上的一种策略,虽然产品制造商们经常会否认这一观念,但是依然会广泛采用:从冰箱到汽车的所有制造商都有意为其产品设计了有限的使用寿命,令产品在被使用了有限的几年之后就报废。


而生物上的报废,也就是老化,可能是为了达到两个类似的目的。首先,通过清除旧的型号,老化为新的型号腾出了空间,而其最终的目的是为改变,也就是为进化提供空间。其次,老化可以通过消灭病魔缠身的个体来保护整个群体,防止它们感染下一代。通过交配和繁殖,物种便可以不断地改良和升级。


在人类学会用双足走路之后的数百万年里,我们开始进化出更大的大脑。更大的大脑就需要更大的颅骨。最终(在几百万年之后),产道狭窄的人类女性成功生下了大头颅的人类婴儿。顺便说一下,这正是新生儿的头部非常脆弱的原因之一:颅骨实际上是由多块分离的骨头经颅缝连接起来组成的,这使得它在受到产道挤压时具有一定的伸缩性。新生儿的颅骨尚未发育完全,相邻骨头之间的间隙很宽,直到婴儿大约12个月到18个月大时,这些颅缝才开始闭合,而且直到成年之后才会完全闭合(这比黑猩猩颅缝闭合的时间要晚得多)。


对于人类从四足行走变为双足行走的原因,传统观点是“稀树草原假说”。


所有无毛发的哺乳动物都是水栖动物,或者至少喜欢在泥浆里玩耍,比如说河马、大象和非洲疣猪,但是不存在任何一种无毛发的灵长类动物。


为什么人类是唯一有皮下脂肪的陆地哺乳动物?


非常年幼的婴儿不仅能够条件反射式地屏住呼吸,而且还能够进行有节奏的运动,推动他们在水中顺利前行。麦格劳博士发现,这种“亲水”的行为是本能的,而且直到婴儿大约4个月大时,这种水中的协调运动才会变得不那么有组织性。


如果我们不问,我们就永远找不到答案。


结语

第一,生命处于一种持续的创造状态。进化永远都不会停止,它就围绕在你的身边,随着我们的发展而不断变化。第二,世界上没有任何东西是孤立存在的,包括我们人类、动物、植物、微生物以及其他的一切事物,都在一起发生着进化。第三,我们与疾病的关系往往比我们以前所认识到的要复杂得多。