作者：（美）内森·H. 兰兹
出版社：中信出版社
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缺陷也完美试读：
引言：来看看造物中的错误
我们听到过太多关于人类之美的故事：人体由众多器官、组织和维持生命的系统组成，散发着不可思议的魅力和神秘气息。就像洋葱数不尽的层层皮肉一样，组成人体的细胞和分子结构复杂多样。人们对自身的探索越深，就越能感受到它的神奇。人类拥有一个丰富多彩的精神世界，还能完成极为复杂的肢体动作，消化食物并把它们转化为自身的物质和能量，高效开启或关闭基因，甚至是创造新个体的“无尽形态美”。人类生活是一个由很多“工艺流程”组成的既奇妙又复杂的体系，但我们却忽略了其中基本的生理构造和机能。举个例子，当一个人弹奏钢琴时，他不会在意手部的细胞和肌肉，也不会关心上臂的神经，更不会在乎用来储存信息的大脑中枢。作为演奏家的知音，听众在欣赏音乐时，不会考虑耳膜的震动，也不会思考听觉神经中的传导原理，当然也就无法解释记忆能帮助他不由自主地哼出副歌部分的原因。音乐本身是由人创作的，但我敢说作曲者在努力创作的过程中一定没有时间去欣赏同样在努力工作着的基因、蛋白质，以及神经细胞。我们通常对人体的功能视而不见，但它们就是这样奇妙，甚至可以说是不可思议。因此，我决定动笔把这一“自然奇迹”写成一本书。关于人体功能的传说，或许你已经耳熟能详了，市面上的相关书籍也有不少。如果你想要找一本关于人体的奇妙和复杂性的书，那只要走进任何一座医学图书馆，就会看到成百上千本此类书籍。如果你去统计发布新发现的医学期刊，就会发现对人类伟大形态的赞誉可以达到数千万，其中不乏专门赞叹人类机体的日常运作是多么完美的词汇和篇章。而在本书中，你不会看到关于人类之美的故事。这里讲述的是一个人类从头到脚都有很多缺陷的故事。事实证明，人类的缺陷极为有趣，并且包含了大量信息。通过探索人类的缺陷，我们可以窥视我们的过去。本书讨论的每一个缺陷都讲述了人类这一物种的进化史的故事。我们的DNA(脱氧核糖核酸）编码中的每一个蛋白质都曾在漫长的进化过程中经受了自然选择的严酷考验。所有这些过程和选择造就了非常强大、健壮、适应性强、聪明的机体，它在生命的激烈竞争中取得了成功。然而，它并不完美。我们有反向的视网膜、残留的尾骨，以及手腕上过多的骨头。我们需要从饮食中吸收维生素和营养物质，而其他动物则能轻松地合成自身需要的营养物质。在现有的气候环境中，我们的适应能力很差。我们的神经有奇异的路径，肌肉不附着于任何物质上，淋巴结的作用弊大于利。我们的基因组里充满不起作用的基因、断裂的染色体，以及既往感染留下的病毒尸体。我们的大脑时常捉弄我们，我们有认知偏差与偏见，以及相互残杀的倾向。在没有现代科学的帮助下，数百万人甚至不能成功地生育下一代。我们的缺陷不仅解释了我们的进化史，也阐明了我们的现在和未来。人人都知道如果不了解一个国家的历史，以及它走向现代化的过程，就无法理解它的现在。对于我们的身体、基因及心智来说，亦是如此。为了充分了解人类经历的方方面面，我们必须知道它是如何形成的。要理解我们为什么以现在这样的方式存在，我们就必须先了解我们的过去。如果我们不知道自己从哪里来，就不能理解我们现在在哪里。我在本书中描述的大多数人类机体设计缺陷可以分为三类。第一类缺陷是我们的机体设计并非适用于现有的我们生存的世界。进化是杂乱无章的，并且需要漫长的时间。人类这一物种本身很容易增加体重，但要减重的话，除非是生存在中非更新世的热带草原上，否则这在21世纪的发达国家是很难做到的。第二类缺陷包含了那些不能完全适应的情况。例如，人类的膝盖是一种再设计的产物，我们的祖先逐渐从四足支撑的姿势和树栖的生活方式转变为两足支撑的姿势和以陆地为主的生活方式。膝盖的大部分组成都很好地适应了这个关键节点上的新需求，不过它却不能灵活地转向任意方向。我们几乎适应了直立行走，但并非完全适应。第三类人体缺陷源于进化的限制。所有物种都受限于自身的机体，只能通过偶然而罕见的微小变化逐渐进化。祖先遗传给我们的机体构造极度低效且不可改变。这就是为什么我们吃进去的食物和吸入的空气都要经过喉咙的微小空间，以及为什么我们的脚踝周围有7块无用的骨头。修复上述任意一个致命缺陷，都不是仅仅经历一次突变就能实现的。即使是在伟大的创新性进化时期，脊椎动物的翅膀也可以说是一个很好的例子。不同谱系的脊椎动物，其翅膀的进化过程不尽相同。蝙蝠、鸟类和翼龙的翅膀都是独立进化的，因此有着很大的结构差异。不过以上这些动物的翅膀都是从前肢进化而来的，它们失去了前肢的很多功能以得到能够飞行的翅膀。于是现在的鸟类和蝙蝠都不能很好地抓取东西，它们只能粗野地操控它们的脚和嘴来处理物体。如果这些动物能在保留前肢的同时生长出全新的翅膀就会更好，但是进化却极少如此。对于拥有复杂机体设计的动物来说，它们不会选择生长出新的肢体，而是缓慢地重塑现有肢体。进化是持续不断的权衡博弈，大多数创新性进化都要付出一定的代价。创新性进化正如它们所付出的不同代价一样是多种多样的。创造性进化的范围，包括从复制每个细胞内部的错误设计到骨骼、组织，以及器官组装中的设计缺陷。在本书中，我将依次论述每一类缺陷。纵观所有缺陷，它们有相同的主题，即讲述了一个令人难以置信的故事——进化是如何进行的，如果不进化会怎样，以及几千年来物种为了适应这些变化所付出的高昂代价。人体结构是关于适应与不适应的粗陋大杂烩。我们有无用的骨头、不灵敏的感官，以及不能保持直立的僵硬关节。我们的饮食也是一大缺陷。大多数动物只需日复一日地吃同样的东西，但人类则不得不吃各种各样的食物以获得我们所需要的全部营养。我们基因组中的大部分物质是完全无用的，在有些情况下，它们甚至是有害的。（我们甚至携带了数以千计的死亡病毒，它们嵌在我们每一个细胞的DNA中，我们一生都在不停地复制这些死亡病毒。）此外，还有更令人震惊的一些缺陷：我们在制造更好的人体结构这一终极目标上的效率非常低，我们的免疫系统会攻击自己的身体，而这仅仅是人类与设计缺陷有关的疾病之一。即使我们至高无上的进化成就——强大的人脑，也同样充满缺陷，它会导致人们在日常生活中做出极其糟糕的选择，有时甚至以牺牲自己为代价。说起来也奇怪，我们的缺陷也是一种美。如果我们每个人都是纯粹理性且完美的存在，那么生活将会多么无聊？正是我们的缺陷成就了我们自己。我们的个人特征源于遗传和表观遗传编码的微小变化，并且大多数此类差异都来自突变的偶然损害。突变如同闪电一样是随机的，通常还具有破坏性，但在某种程度上，它们也是人类之所以伟大的原因所在。本书中所讨论的缺陷是在为生存而进行的伟大斗争中留下的战争创伤。我们是这场无休止的斗争中的幸存者，是40亿年来以顽强的毅力面对重重困难的产物。我们的缺陷史本身就是一场战争，且听我细细说来。第一章 无用的骨头和其他结构错误
为什么人类的视网膜是反向安装的？为什么我们的上颌窦会向上排出液体？为什么我们的膝盖如此脆弱？为什么我们的椎间盘有时会“滑出”？……我们乐于欣赏人体的卓越之美。我们羡慕那些健美运动员、优雅的芭蕾舞演员、奥运短跑运动员、身材匀称的泳装模特，以及强壮的十项全能运动员。除了天生丽质外，人体还有活力和弹性。心脏、肺、腺体和胃肠道的精密协调功能确实令人赞叹。尽管环境在不断地改变，但人类机体仍然能保持健康，这是因为人类机体有着精妙的设计，我们可以继续探索它的复杂性。任何关于人类身体形态缺陷的论述，都必须先承认人体的美和潜能要远远胜过零星分散在各处的怪异设计。怪异设计确实存在。我们身体结构中潜藏着一些怪异的安排、低效的设计，甚至是彻头彻尾的缺陷。在大多数情况下，这些怪异设计相当中性，不会阻碍人类生存和发展的能力。如果有阻碍的话，那么进化到现在也已经被改变得差不多了。但有些设计却并非中性，且每一处怪异设计都有一个有趣的故事。经过数百万代的演变，人体发生了巨大的演变。人类的大多数解剖结构在蜕变过程中都发生了变化，不过有一些被遗留下来。这些遗留下来的结构对于现在来说完全不合时宜，仿佛是已逝岁月的低声细语。例如，人类的手臂和鸟类的翅膀分别执行完全不同的功能，但二者的骨架结构却具有惊人的相似性。这并非巧合。所有四足脊椎动物都拥有相同的基本骨骼底盘，它们经过演变，已尽可能地适应每种动物独特的生活方式和栖息地。通过随机的遗传突变和定向的自然选择，人体已进化成形，但这个过程却并非一帆风顺。如果你仔细审视近乎完美且值得骄傲的人体，就能发现进化盲点中的错误，有时的确如此。我现在看不清楚了人类的眼睛是一个典型的例子，它展现了进化过程中产生的愚蠢设计。尽管如此，但它却成就了一件性能良好的解剖作品。人类的眼睛的确是一个奇迹，如果是从零开始设计的，很难想象它会像现在这样。人类的眼睛里蕴藏着动物进化过程中光传感如何缓慢发展的悠久历史。在考虑眼睛令人费解的“结构”设计之前，让我先明确一点：人眼同样也有“机能”问题。例如，本书的很多读者只有在借助现代技术的前提下才能实现阅读。在美国和欧洲，[1]30%~40%的人患有近视，需要戴眼镜或隐形眼镜。没有眼镜，他们的眼睛就不能准确地聚焦光线，无法辨认超过几英尺[2]远的物体。亚洲国家的近视率甚至在70%以上。近视不是由外伤引起的，这是一个设计缺陷，仅仅是因为眼球直径过长。图像在到达眼睛后部时会强烈地聚焦，当它们最终落在视网膜上时则再次失去焦点。人类也会患远视。有两种情况会引发远视，且每种情况都源于不同的设计缺陷。一种情况是眼球直径过短，光线在落到视网膜之后无法聚焦，这种情况下的解剖结构与近视相反，我们称之为远视。另一种情况与年龄相关，我们称之为老花眼，这是由于随着年龄的增长，眼球晶状体逐渐失去弹性，或是眼部肌肉的调节能力减退，导致无法完全聚焦，也可能是这两种生理现象同时出现。老花眼的字面意思为“老人的视力”，大约40岁开始出现。到60岁的时候，几乎每个人都无法看清书上的小字。我39岁了，我发现自己在阅读时，书和报纸离我脸的距离一年比一年远。看来我离戴双光眼镜的日子不远了。其他常见的眼部问题（仅举几例）包括青光眼、白内障和视网膜脱离，以及眼睛某部位出现斑块。人类应该说是地球上进化等级最高的物种，但是我们的眼睛却非常差劲。绝大多数人在他们的一生中都会遭遇严重的视觉功能丧失，其中许多人甚至在青春期之前就遇到了这样的问题。我在经历第一次视力检查之后便戴上了眼镜，那时我才上小学二年级。我无法想象它们将会伴随我多久。我的视力不仅仅是有点儿模糊，实际情况相当糟糕，视力大约只有0.05。如果我出生在17世纪以前，那么在我的一生中，遇到任何距离我一个手臂长度以外的事物，我都将无能为力。就这点而言，如果是在史前时期，我甚至无法成为一名狩猎者或采摘收割者。目前还不清楚视力问题是否影响了人类祖先的繁殖成功率，但从现代人类视力问题的疯狂程度来看，繁殖成功率对视力并没有严格的要求，至少在最近一段时期都没有直接的影响。早期视力低下的人类一定有方式继续繁衍兴盛。与拥有卓越视觉的大多数鸟类，尤其是猛禽（如老鹰、秃鹫）相比，人类的视力可谓相当可悲。最敏锐的人眼在鸟类强大的视力面前都会自惭形秽。许多鸟类还能看到我们无法看到的光波谱区范围，包括紫外线。事实上，候鸟就是用它们的眼[3]睛来分辨北极和南极的。一些鸟类甚至能“看到”地球磁场。很多鸟类都有一层额外的半透明眼睑，这使得它们能够完全直视太阳而不用担心视网膜受损。人类如果这样做，很可能就会造成永久性失明。这仅仅说的是人类白天的视觉。人类夜间的视力充其量也不过如此，有些人的夜视能力甚至更弱。和人眼相比，猫眼的夜视能力简直是个传奇。猫的眼睛非常敏锐，它们能在完全黑暗的环境中探测到单个光子。（作为参考，可以想象一下，在一间明亮的小房间里，时刻都有大约1000亿个光子在跳动。）人类视网膜细胞中的一些光受体显然是能够感受到单个光子的，但是这些受体却无法克服眼中背景信号的影响，这使得人类的眼睛无法检测到单个光子，因此无法达到猫可以轻松获得[4]的视觉效果。为了让人类能够感知到微弱的闪光，需要5个或10个光子快速连续射入瞳孔，所以猫的视力在昏暗的条件下要比人类的视力好得多。此外，在昏暗光线下，人类的视觉灵敏度和图像分辨力比猫、狗、鸟及许多其他动物都要差很多。你或许能够比狗看到更多种颜色，但是它们在夜间却能比你看得更清楚。说到色觉，也不是人人都正常。大约6%的男性患有色盲。（女性患有色盲的概率很低，因为导致色盲的基因几乎都是隐性的且位于X染色体上。由于女性有两条X染色体，如果其中一条染色体带有患病基因，另一条染色体正常，那么她就不会发病。）地球上大约有70亿人口，这就意味着至少有2.5亿人不能像其他人一样欣赏这个色彩斑斓的世界。这几乎相当于美国的全部人口。这些只是人眼的“机能”问题。它的结构设计也同样充满缺陷。令人困惑的是，其中一些结构设计缺陷会导致人眼的机能问题，而其他缺陷则不会对健康构成威胁。自然界中最奇特的设计之一就是所有脊椎动物（从鱼类到哺乳动物）的视网膜。脊椎动物视网膜的感光细胞似乎是向后安装的——线路面向光源，而光受体则面向内部、远离光的方向。感光细胞看起来就像一个麦克风，“变热”一端有声音接收器，电线的另一端将信号传送到扩音器。人的视网膜位于眼球的后面，这样的设计使得所有小“麦克风”都朝向了错误的方向。电线的一端朝向光的方向，而接收光的一端则朝向内部的组织膜。显而易见，这并非最佳设计。光子必须绕过整个感光细胞，才能到达位于细胞后部的接收器。当你对着麦克风的另一端说话时，仍然可以实现传声放大的效果，只不过你需要调高麦克风的灵敏度，并且更大声地说话，同样的原理也适用于视觉。此外，光在到达光受体之前还需要穿过一层有组织和血管的薄膜，这给本身就没必要的复杂系统增加了另一层不必要的复杂性。到目前为止，还没有任何合理的假说能够解释为什么脊椎动物的视网膜是反向安装的。这似乎是一种被卡住的随机发展，偶发的突变几乎不可能修正它，只有进化才可以。这让我想起了我在自己的房子内墙安装护墙板的情形，即安装在大约半墙高位置的装饰线。那是我第一次尝试木工，过程并没有像我事先预想的那么顺利。装饰线的长木条不是对称的，你必须要选择哪边是顶面、哪边是底面。护墙板不像天花线或踢脚板，并不能一下子就让人分辨出顶面和底面。所以，我只能按照我认为最好的方式着手安装：测量、切割、给木料上色、悬挂、钉钉子，在接缝和钉子孔处刮泥子，然后上色。最终，我完工了。不过第一位看到我的杰作的客人立刻就指出我把护墙板装反了。它有正确的顶面和底面，只是我弄混了。对于反向安装的视网膜来说，这是一个很好的类比，因为在最开始的时候，组织的“光传感片”进化成的视网膜在面向任何方向时都不会影响生物体的机能。然而随着眼睛的继续进化，光受体移入形成眼球的空腔内，这时候才显示出装反了，但是已经太迟了。人类还能做些什么呢？通过这里或那里的几处突变是无法翻转整个结构的，正如我不可能简单地翻转我的护墙板一样，因为所有切口和接缝都是反向的。除非完全从头开始，否则没有办法纠正我的错误，同样，也没有办法纠正脊椎动物视网膜的反向安装，除非回到进化之初。所以，我保留着装反的护墙板，我们的祖先也保留着装反的视网膜。有趣的是，头足类动物——章鱼和墨鱼——的视网膜却不是倒置的。头足类动物的眼睛和脊椎动物的眼睛虽然在结构上惊人地相似，但它们却是彼此独立进化而来的。自然界至少“创造”了两次像相机一样的眼睛，一次是脊椎动物，一次是头足类动物。（昆虫类、蛛形类和甲壳类动物拥有完全不同的眼睛结构。）在头足类动物眼睛的进化过程中，它们的视网膜以更合乎逻辑的方式成形，其光受体面向光源的方向。脊椎动物则没有那么幸运，我们至今仍遭受着这种进化偶然事件的后果的影响——大多数眼科医生都认为反向的视网膜是造成脊椎动物比头足类动物更容易出现视网膜脱离的原因。脊椎动物的眼睛图1 头足类动物的视网膜（上图）是面向光源的方向，而脊椎动物的视网膜（下图）则不是。当这种不理想的设计对脊椎动物不利时，进化就无力纠正它了人眼中还有一处值得注意的怪异设计。在视网膜的正中央，有一个被称作视神经盘的结构，有着数百万感光细胞的神经轴突聚集于此形成视神经。想象一下，来自数百万个微型麦克风的微型电线全部汇聚成一束，这束电线集将所有的信号传送到大脑。（大脑的视觉中心恰好位于正后方，距离眼睛非常远！）视神经盘位于视网膜的表面，占据了一个没有感光细胞的小圆圈，这就在每只眼睛中形成了一个盲点。我们通常不会注意到这些盲点，因为两只眼睛的视野会相互弥补，虽然我们的大脑会根据两只眼睛看到的内容而形成完整的图像，但这些盲点确实存在。在互联网上搜索“视神经盘盲点”，你可以看到相关的简单例证。因为视神经轴突必须要汇聚在某一点上，所以视神经盘是必要的结构。更好的设计是将视神经盘置于眼睛的后方，塞到视网膜的下面，而不是放在上面。视网膜的反向放置导致了盲点是不可避免的，并且所有脊椎动物都如此。而在头足类动物中，正向安装的视网膜使得视神经盘很容易被置于完整的视网膜后部，因此没有盲点。对于人类来说，想要拥有鹰的眼睛或许太过贪婪，不过难道我们不能渴望拥有章鱼那样的眼睛吗？“向上”引流的鼻窦在眼睛的下方，你会发现另一组进化失误：鼻窦，一种能够帮助排出黏液和体液的空腔结构，其中一些鼻窦位于头颅深处。许多人并不在意颅骨中到底有多少开放的空间。当空气被狭窄的鼻孔吸入后，流动的空气分别进入位于面部骨骼里的4对大腔室，空气在这里与黏膜接触。黏膜是湿黏组织构成的多褶皱形态，用于捕捉吸入空气中的灰尘和其他微粒，包括细菌和病毒，这样它们就不会进入人的肺部。鼻窦除了能过滤吸入的空气外，还能对这些空气起到加温、加湿作用。鼻窦黏膜能够分泌一种缓慢而稳定流动的黏液，这种黏液会被黏膜上皮纤毛排走，上皮纤毛细小，时刻摆动着，有着像毛发一样的结构。（想象一下下面情景的微缩版本，你手臂上的体毛不停地旋转，以甩掉沾在手臂上的水。）在你的头颅中，黏液会被引流到多处，并且最终都会被咽下，进入胃中——这里是黏液最好的去处，因为胃酸可以将黏液中含有的细菌和病毒溶解并消化。鼻窦黏膜在正常工作时，黏液会保持流动状态，以使细菌和病毒在引起感染之前就被清除，并防止黏液粘到整个系统上。当然，有时候鼻窦系统中黏液积存，这会导致鼻窦感染。没能被及时清理的细菌将在这里安营扎寨，生成一个传染性的菌落，并且可以扩散到整个鼻窦和其他地方。黏液通常是稀薄的，且大部分是清透的，当鼻窦感染后，黏液就会变成黏稠的深绿色或黄色等。大多数感染都不会很严重，但是也不会让你很好受。你有没有注意到，狗、猫及其他动物似乎不会像人类一样经常感冒？大多数人每年要患2~5次鼻伤风（也称为上呼吸道感染），其中一些人还伴有鼻窦感染。在我养狗的6年里，我从没看到过我的狗出现流鼻涕或鼻塞、咳嗽或反复打喷嚏的症状。据我所知，它甚至没有发过烧。当然，狗也“能”患鼻窦感染，最常见的症状就是流鼻涕。但是这对它们来说极为罕见。[5]大多数狗在其一生中都不会出现明显的鼻窦感染。野生动物同样也不会出现这些鼻部症状。尽管鼻窦感染在灵长类动物中比在其他哺乳动物中更为常见，但它们似乎只发生在人类身上，而在其他动物中则很罕见。为什么人类会这么倒霉呢？我们之所以容易患鼻窦感染，是由多种原因造成的，其中一个原因就是黏液引流系统设计得不够好。具体来说，其中一根重要的引流管被安装在最大的一对空腔的“顶部”附近，这对空腔就是上颌窦，它位于上部脸颊的深层。把引流管放到这些鼻窦的较高位置并不是一个好主意，因为有一个讨厌的东西叫重力。位于额后的额窦和眼周的筛窦都能向下引流，而最大且位置最低的上颌窦却必须向上引流。当然，黏膜上皮纤毛有助于黏液向上排出，但是相对于从顶部引流，把引流管放到鼻窦下方来排走黏液不是更容易吗？什么样的水管工会把排水管放在房间的其他位置，而不放在房间最低处？这种糟糕的管道设计注定会带来一定的后果。当黏液变稠时，一切就都变得黏糊糊的了，无论是形式上还是实际上。黏液在下列情况下会变稠：当黏液携带大量灰尘、花粉或其他微粒或抗原时，当天气变冷或变干时，当某种细菌感染出现时。在这些时候，黏膜上皮纤毛要比以往付出更多的努力才能将黏稠的黏液运送到收集点。图2 人类的上颌窦腔。由于黏液引流管位于上颌窦腔的顶部，所以重力对于引流来说毫无帮助，这就是感冒和鼻窦感染在人类中如此普遍，但在其他动物中却闻所未闻的原因之一真希望人类在引流方面能够得到重力的帮助，就像其他动物一样！而事实上，人类的黏膜上皮纤毛还必须要对抗重力的作用，以及黏液增加的浓稠度。一旦无法对抗，就会引发感冒等鼻部症状。也是感冒和过敏偶尔引发继发性细菌性鼻窦感染的原因，因为未被及时排走的淤积黏液中会出现细菌感染。黏液引流管在上颌窦中的位置也解释了为什么有些感冒和鼻窦感染的患者躺下后就可以得到缓解。当上颌窦中的黏膜上皮纤毛不需要对抗重力时，它们就可以减轻一些压力，于是便能将一些浓稠的黏液引向引流管。当然这并不能治愈炎症，只是症状能暂时得到缓解。一旦出现细菌感染，单纯靠引流是无法战胜细菌的，只有免疫系统才能打败它。对于一些人来说，黏液引流极差，以至于只有通过鼻部外科手术才能缓解几乎持续不断的鼻窦感染症状。但是为什么人类的引流系统在上颌窦的顶部而不是底部？通过解读人类的进化史，我们就可以得出答案。随着灵长类动物从早期哺乳动物进化而来，在进化过程中，鼻的结构和功能发生了根本性变化。在许多哺乳动物中，嗅觉是最重要的感知能力，整个鼻子结构的设计旨在优化这种感知能力。这就是为什么大多数哺乳动物都拥有细长的鼻部：能容纳充满气味受体的巨大的充气空腔。然而，随着灵长类祖先的进化，它们对嗅觉的依赖越来越小，对视觉、触觉和认知能力的依赖却越来越大。于是，鼻部退化，鼻腔被挤压，使得面部更加紧凑。从猴子进化到猿，其面部也在不断地进化重排。亚洲猿类——长臂猿和猩猩——只是简单地完全抛弃上部鼻窦腔，下部鼻窦变小，且沿着重力方向引流。非洲猿类——黑猩猩、大猩猩和人类——都拥有同一类型的鼻窦。与人类不同的是，其他猿类的鼻窦更大，有更多孔洞，它们通过宽开口相互连接，这种设计有利于空气和黏液的自由流动。人类和其他灵长类动物的颅骨没有什么差别。人类有更小的眉脊、较小的牙脊，以及扁平且更紧凑的面部。此外，人类的鼻窦腔更小，彼此断开，引流管也更薄、更细。从进化论的角度来看，将这些引流通道挤压成狭窄的管道后，人类并没有获得什么好处。这可能是为了给人类的大脑腾出更多空间而带来的副作用。这种重排所产生的不理想设计使得人类比其他任何动物都更容易患感冒和痛苦的鼻窦感染。但就差劲的设计而言，这种进化上的灾难与下面这个潜伏在身体深处的东西相比简直无足轻重：一种本可以直接从大脑伸向颈部的神经，偏偏要在沿途绕几个危险的弯道。一条失控的神经人类的神经系统惊人地错综复杂且至关重要，它使高度发达的大脑的功能得以充分发挥。神经是由聚集成束的被单独包覆的轴突构成的，轴突能将神经冲动从大脑传递到身体各处（或者，对于感觉神经来说，从身体各处传递到大脑）。例如，位于大脑顶部附近的运动神经元可以将它们的长轴突从脑部传出，沿着脊髓向下，经过腰部和下肢，一直伸向位于大脚趾中的目标。这的确是一条很长的路线，但它却是一条直达的路线。颅神经和脊髓神经的网络可以将它们的轴突从大脑传递到身体的每一处肌肉、腺体和器官。进化在人类的神经系统中留下了一些奇怪的缺陷。仅举一个例子，我们笨拙的喉返神经（RLN）。（实际上，我们有一对喉返神经，就像人体中的大多数神经一样，一条在左边，一条在右边，简单起见，我们只讨论左边的这条喉返神经。）喉返神经中的轴突起始于大脑顶部附近并连接喉部肌肉（也称为喉头）。这些肌肉在神经的指引下，可以让我们在说话、哼鸣和唱歌的时候发出和控制可以被听到的声音。我们理所当然地会认为这条始于大脑、止于咽喉上部的轴突传递路线应该很短：穿过脊髓、颈前部，一直到喉。整个距离不过是几厘米长。但事实并非如此。喉返神经的轴突被包裹在一条更为著名的神经——迷走神经中。它沿着脊髓向下，一直延伸到上胸部。在那里，被称为喉返神经的轴突的子束在肩胛骨下面稍微退出脊髓。然后左喉返神经在心脏主动脉下方绕了个圈，再折返回颈部，到达喉部。喉返神经的实际长度是它本来所需长度的3倍以上。它蜿蜒穿过本不需要到达的肌肉和组织。喉返神经是心外科医生非常重视的一条神经，因为它与心脏大血管紧密地交织在一起。早在古希腊医生伽林（Galen）的时代，这种解剖结构上的怪异之处就已经被人们认识到了。那么这条迂回的路径有什么功能吗？几乎可以肯定的是没有。事实上，还有另一条神经——喉上神经，它也能支配喉部，并且沿着我们预想的确切路径行走。这个子束也从较大的迷走神经束中分支出来，在脑干下离开脊髓，然后行走很短的距离到达喉部。设计简单而有效。为什么喉返神经要走这样一条漫长而寂寞的路呢？同样，答案源于古代进化史。这条神经起源于古代鱼类，所有现代脊椎动物都有喉返神经。鱼类的这条神经连着大脑和鳃，而鳃是喉部的祖先。鱼类没有颈部，它们的大脑很小，没有肺脏，它们的心脏与人类的心脏相比更像是肌肉软管而不是泵。因此，鱼类的中枢循环系统大部分位于鳃后方的空间，这与人类完全不同。图3 左迷走神经和部分神经分支——包括喉返神经。它绕过胸部和喉部的迂回路线是一种进化返祖，它源于人类早期脊椎动物祖先体内的一条从大脑到鳃的非常靠近心脏的神经通路鱼类的这条神经可以按照预想的有效方式完成从脊髓到鳃的短暂旅行。不过，它沿着这条路径，会穿过一些位于心脏外部的主要血管，这些血管相当于哺乳动物的主动脉分支。这种交织状态在鱼类结构中很有意义，它可以使神经和血管紧凑而简单地排布在一个非常紧密的空间里。但随着鱼类进化成四足动物并最终演变为人类，这种最初的有意义的设计也导致了现在人类荒谬的解剖结构。在脊椎动物的进化过程中，随着身体形态呈现出明显的胸部和颈部，心脏开始向后移动。从鱼到两栖动物，再到爬行动物、哺乳动物，心脏距离大脑越来越远，但鳃并没有移动。人类的喉部相对于大脑的解剖结构位置，与鱼鳃相对于大脑的相对位置没有什么差异。喉返神经的行走不应该受心脏位置的影响——除非它与心脏外部的血管交织在一起。喉返神经被困住，于是被迫长成一个大的循环结构，以便可以从大脑到达颈部。显然，在进化过程中并没有捷径，它无法做到让神经的胚胎发育重组，以使喉返神经从主动脉中解脱出来。其结果是，喉返神经在人类的颈部和上胸部形成了一条很长而不必要的回路。虽然这似乎不是什么大事，但是要知道，所有的四足脊椎动物都从同一个祖先——硬骨鱼类——那里被迫继承了相同的解剖结构。鸵鸟的喉返神经本来只需走2~3厘米就可以完成它的工作，而实际上，它几乎沿着鸵鸟的脊椎行走了整整1米的距离，然后又走了1米的距离返回颈部。长颈鹿的喉返神经更是可以长至5米！当然，这与雷龙、腕龙及其[6]他蜥脚类恐龙的喉返神经的实际长度相比根本不算什么。或许我们根本不应该轻视我们自己相对弱小的喉返神经。图4 所有脊椎动物的左喉返神经都要绕过主动脉下方。因此，蜥脚类恐龙的喉返神经会有惊人的长度颈部的脆弱失控的神经并非人类颈部唯一的败笔。事实上，人类的整个颈部都是一场灾难。人类颈部的保护性很差，尤其是与其他重要区域所得到的保护相比。就在颈部的上方，大脑被保护在一个有一定厚度、坚固的外壳中，可以承受很大程度的创伤。在颈部下方，心脏和肺脏被保护在坚固而灵活的肋骨中，肋骨被固定在同样坚固的扁平胸板上。为了保护大脑和心肺系统，进化遇到了很多麻烦，而位于大脑和心肺之间的脆弱颈部就是其中之一。（我们的内脏器官也未能得到很好的保护，在此就不详述了。）别人在赤手空拳的情况下很难对你的大脑或心脏造成很大伤害，但却可以快速地扭断你的脖子。这个弱点不是人类独有的，但人类确实有自己的特殊问题。例如，当我们扭转脖子时，脊椎骨可以让它很好地保持平稳的运动，但也很容易造成脱臼。气管——将新鲜空气运送到肺部的管道——正好位于脖子最前面的一层薄薄的皮肤下面，即使用一个很钝的尖状物，用很小的力，都可以刺穿它。人类颈部一个更根本的缺陷是消化系统和呼吸系统共用从口腔一直向下到脖子一半位置的这段管道。咽喉既能传送食物也能运送空气，这会出什么问题吗？虽然这并非人类独有的问题，鸟类、哺乳动物和爬行动物中几乎都有喉咙，但它们的影响远不如人类这个缺陷的影响大。事实上，这个共有的差劲设计佐证了进化过程中的物理约束。突变能够实现小的改进调整，但它们不能做到完全重新设计。大多数高等动物都是通过同一根管道获取并运送食物和空气。如果消化和呼吸系统具有完全分离的解剖结构，那么这将对卫生、免疫防御及这些不同系统的一般养护更有利，但是对于包括人类在内的许多动物来说，进化给出的则是一个不同的、不太明智的解决方案。尤其是对于呼吸而言，我们的身体装备极度缺乏。吸气时，空气通过喉咙里的单一管道进入，然后在肺部分出几十条分支。这些分支的末端是一个个充满气体的小气囊，这种小气囊允许气体在其薄膜处进行交换。呼气的路径则恰恰相反。空气的进出就像海洋的潮汐，要穿过所有分支，因此人类也被称为“潮汐呼吸者”。这是非常低效的，因为当新鲜的空气被吸入时，肺中仍残留着大量浑浊空气。这些混合气体稀释了实际到达肺部的空气中的氧气含量。肺中浑浊空气的负担限制了氧气的输送，因此我们必须通过深呼吸来解决这个问题，特别是在极度缺氧的情况下，比如剧烈运动的时候。人类因潮汐式呼吸承受了额外的负担，如果想放大这种感觉，可以试着通过一条管子或软管进行呼吸。不过，不要尝试用太长的管子，因为如果管子长度超过了几英尺，不论你的呼吸有多深，你都会慢慢窒息。如果你有过浮潜的经历，那么你就能体会到类似放大效果的潮汐式呼吸。即使是安静地浮在水中，仅用腿和手臂轻微运动，浮潜者仍必须深呼吸才能保持舒适。但他们每一次吸入的都是浑浊和新鲜空气的混合气体。时间越久，每次呼吸后留下的浑浊气体就越多。相较之下，鸟类的呼吸方式就要好得多。大多数鸟类的呼吸道在到达它们的呼吸气囊之前就分成两路。被吸入的新鲜空气直接进入肺部，不会与浑浊的空气混合。呼气时，浑浊的气体被压向外出口，并向上直到咽喉的位置进入气管。单向进入肺部能确保每一次呼吸都能有新鲜的空气，这种设计相对来说更加高效。如果要将相同体量的新鲜空气运送到血液中，鸟类的呼吸和人类的相比就要浅得多。这是鸟类进化中的一项关键性改进，因为飞行中需要吸入大量氧气。当然，人类咽喉设计中最危险的不是缺氧，而是被呛到窒息。2014年，美国有将近5000人死于窒息，其中大部分人是因食物而窒息。如果我们有两个单独的开口分别用于呼吸空气和摄取食物，那么这种情况就永远不会发生。鲸类动物——鲸和海豚——长有一种气孔，这是一种强大的创新性进化，它们为鲸类动物呼吸空气提供了专用管道。许多鸟类和爬行动物也有相对优越的呼吸设计，它们从鼻孔吸入的空气可以直接进入肺部，而不是像人类一样，到了咽喉部才进入气管。这就是蛇类和一些鸟类即使在慢慢地吞咽一顿大餐时仍能继续呼吸的原因所在。人类和其他哺乳动物则没有这样的器官设计，当吞咽食物时，必须暂时停止呼吸。这个糟糕的设计还体现在下面这种情形中：当你受到惊吓时，身体本能的反应是喘息，甚至透不过气，于是你必然要大口地呼吸。当你害怕或收到令人惊讶的消息时，突然用力地吸进大量空气有什么好处呢？当然没有，而且如果当时你嘴里有食物或液体的话，就会引发更严重的后果。尽管所有哺乳动物的气管都有进入异物的可能性，但人类颈部结构的某些近代演化使得人类特别容易窒息。在其他猿类中，其喉咙在颈部的位置要明显低于人类喉咙的位置。这种设计使它们的喉咙更长，这样一来，它们颈部与吞咽相关的肌肉就能有更多的空间充分完成工作。所有哺乳动物在吞咽的过程中，会厌软骨都必须在气管开口处拍下以覆盖气管，这样食物才能进入胃中，而不是肺部。这个过程大部分时候都很顺利，但也有意外。随着人类喉咙位置的不断上移，喉咙的长度缩短，留给吞咽动作的空间也就会更小。大多数科学家认为，现代人的喉咙向上移动了较长的距离是为了增强发声。由于喉咙较浅，人类能够弯曲软腭而其他猿类则无法做到，这为我们提供了可以发出丰富声音的条件。（软腭上举使口腔扩大，同时也使咽腔扩大，这样有利于形成一个较圆的后声腔，可以保存所有泛音，使字音响度增强。）事实上，当今世界语言中的许多元音都只有人类独特的喉咙才能发出来。甚至有一种被称为吸气音（由喉咙后部的褶皱产生的声音）的特定声音，只有人类才能发出，这是撒哈拉以南非洲许多语种中常见的发音。虽然说人类的喉咙进化到现在纯粹是（或者说主要是）为了能够发出这种声音的说法太绝对，但通过喉咙位置的不断上移，人类确实能够发出更多种声音，吸气音只是众多声音中的一种。不过，要拥有这种独特的发声能力也是要付出代价的。喉咙位置上移意味着喉咙结构被压扁，从而造成人类在吞咽的过程中更容易出现意外。对于婴儿来说，吞咽的过程非常危险，因为在他们的小喉咙里没有太多的空间来完成这一基本行为所涉及的复杂和协调的肌肉收缩。任何有照顾婴幼儿经验的人都知道，婴幼儿在吃东西和喝水的时候经常会被呛到，但这在其他动物幼崽身上却不会发生。吞咽是体现达尔文进化理论限定条件的一个很好的例子。人类的喉咙过于复杂，无法通过随机突变——进化的基本机制——消除它的根本缺陷。我们不得不屈从于用同样的管道来呼吸空气和摄取食物的荒谬行为。下一个设计缺陷源于另一种进化机制，这也是人类最基本的活动之一：双足直立行走。在这个设计缺陷上，问题的关键不是进化“不能”解决问题，而是它根本没有——至少到现在还没有解决问题。它的问题是不能完全适应。人类的膝盖最能体现出这种不完全适应性。指节撑行者其他灵长类动物都是靠四足行走的，只有人类是用两条腿走路，这被称为直立行走。如果你仔细观察大猩猩、黑猩猩和猩猩，就会发现当它们不在树上荡来荡去时，它们就会用脚和指节来行走。虽然它们能够站起来，用两条腿笨拙地移动一小段距离，但这对于它们来说并不舒服，而且它们也并不擅长完全用两条腿走路。而人类的结构已经进化到支持直立行走，这种进化主要是腿部、骨盆和脊柱的结构改变。我们以这种方式移动要比靠四条腿移动更快、更有效率。那么下一步，我们就必须要完善双足直立的姿势了，对吧？然而，事实并非如此。人类从未完全适应直立行走。我们有好几个缺陷都是由于未能完成这一过程而产生的。例如，肠和其他内脏器官被一种被称为肠系膜的薄结缔组织固定在腹腔中。肠系膜是有弹性的，它可以使肠组织以放松的状态被固定在腹腔中。对于两足直立姿势来说，这些薄膜的合理状态似乎应该是从腹腔顶部悬挂下来的，然而相反的是，它们实际上附着在腹腔的后部，就像它们在其他猿类的身体中那样。这种设计对于其他四足行走的猿类来说很有意义，但对于人类来说却很糟糕，偶尔还会引发一些问题。人若是久坐，很少活动，这些肠系膜就会受到压迫，严重时甚至会撕裂，只有外科手术才能修复它们。由于施以它的选择压力相当小，所以这个缺陷到现在还没有被进化修正。除了长期驾驶车辆和从事桌面伏案工作，肠系膜撕裂或许是相当罕见的。不过这仍然是个糟糕的设计，它会导致结缔组织不必要地回旋。还有一些更严重的情况。你听说过前交叉韧带（ACL）吗？如果你是运动爱好者，你一定会对这个名词耳熟能详；前交叉韧带撕裂是最常见的运动损伤之一。前交叉韧带撕裂在足球运动员中最常见，在棒球、英式足球、篮球、田径、体操、网球等高冲击、快节奏的运动中也时常发生。前交叉韧带位于膝关节中部、髌骨（膝盖骨）下方的关节深处，连接着股骨（大腿骨）和胫骨（小腿骨）。它的大部分功用就是使这两根长骨成为一个在一起运动的、协调的有机整体。图5 膝关节处的骨骼和韧带，图中移除了髌骨（膝盖骨）以显示前交叉韧带。我们对两足直立行走的不完全适应，使这条脆弱的韧带承受了它们能力范围之外的更大张力，这就是为什么人类——特别是运动员——会如此频繁地遭受前交叉韧带撕裂所带来的痛苦图6 站立的猿和站立的人的自然姿态。由于人类的两足直立姿势，当我们站立和行走时，腿骨承受了身体大部分的重量。而猿类是以屈腿姿势站立的，它们依靠腿部的肌肉来分担重量人类的前交叉韧带容易撕裂，是因为人类的两足直立姿势使它承受了它能力范围之外的更大张力。在四足动物中，跑步和跳跃的张力在四肢之间被分散，并且大部分力被四肢的“肌肉”吸收。然而，自从我们的祖先转变为两足动物后，这种张力就落到了两条腿上，而不是原来的四条腿。这种张力对肌肉本身来说过大，所以我们的身体还需要腿骨帮忙承受这种力。其结果是人类的腿变直了，以使骨骼而不是肌肉承受大部分的冲击。如果将站立的人类和站立的猿类进行比较，我们就会发现人类的腿是相当直的，而猿类的腿则是弓形的，且通常是弯曲的。这种两腿直立的方式对于正常的步行和跑步来说效果不错。但是，如果方向和动力突然改变——当你在跑步时突然停止或者当你以很快的速度急转弯时——膝盖就必须承受这种突然的、强烈的张力。有时，前交叉韧带不能完全承受这种张力，不能再使股骨和胫骨保持在一条动线上，当它们扭转或错位时，就会造成韧带撕裂。更糟糕的是，我们作为一个物种，体重在进化过程中越来越重，因此人类的前交叉韧带也更加难以承受这些在突然转变中产生的张力。这对运动员来说尤其糟糕，他们的体重比以往任何时候都要重，而且他们的腿部时常要承受高速的重量转移。你可能已经注意到，随着运动员的体重越来越重，前交叉韧带损伤在职业体育界也越来越普遍。关于这个问题，除了减轻体重，我们别无他法。我们不可能将前交叉韧带隔离出来并单独锻炼它。这就是事实。反复的张力不但不能使它变强，反而会使它越来越脆弱。更糟的是，当前交叉韧带真的被撕裂时，必须要通过外科手术才能修复。膝关节手术之后需要较长的康复期，因为韧带的血供相对较少，即韧带本身由很少的血管来供养，能够用于修复和重建组织的细胞也非常少。这就是为什么前交叉韧带撕裂是职业体育中最可怕的运动损伤。一次前交叉韧带撕裂，通常意味着运动员整个赛季都无法参加比赛。跟腱则讲述了另一个不完美的进化故事。人类在向直立行走进化的过程中，没有一种非骨骼结构像跟腱一样经历了如此戏剧性的变化。当我们的祖先逐渐把重心从脚掌转移到脚跟上时，连接小腿肌肉和足跟的跟腱发现自己还有更多的工作要做。它是一根动态的肌腱，反应良好，是现在人类脚踝最明显的特征。为了满足人类在直立行走过程中对它的新角色的要求，跟腱明显增大，对耐力运动和力量训练的反应也变得更强。可以说，跟腱相当“吃苦耐劳”。然而，当跟腱承担踝关节的大部分拉力时，它就变成了致命的弱点，请不要介意这种老生常谈。跟腱损伤是另一种常见的运动损伤，而且跟腱和其他关节不一样，它没有内部冗余。为了解决这些问题，跟腱便在腿后部显露出来，没有任何保护。如果跟腱受伤，人类甚至无法行走。这种设计的不足之处可以归结为：整个关节的功能取决于其最脆弱部位的作用。一个现代的机械工程师绝对不会设计一个具有明显缺陷的构件接头。当我们的祖先开始直立行走时，膝盖和脚踝并不是唯一被重新设计的结构。背部也同样不得不进行调整。具有讽刺意味的是，随着身体直立，背部却不得不变得“弯曲”，尤其是腰背部形成了一个非常锐利的凹面形状，以帮助上体重量均匀地传递到骨盆和腿部。在进化的过程中，腰背部甚至增加了骨头，以使背部曲线更清晰。由于这条曲线的存在，当人在长时间站立时，腰背部不得不弯曲，并且会感到疲劳。腰背疼痛是那些从事长时间站立工作的人常常抱怨的一个问题。腰背部疲劳与背部的其他问题相比还算是轻微的，其中一些背部问题是直接由设计缺陷造成的。所有脊椎动物都拥有能够润滑椎间关节的软骨盘。这些椎间盘是固态的，但是可以压缩以缓冲运动时产生的震动和压力。它们的硬度与坚实的橡胶相似，让脊柱在保持强健的同时拥有一定的灵活度。然而，在人类的脊椎中，这些椎间盘会“滑动”，因为它们被插入椎间关节的方式并不适合我们的直立姿势。除了人类以外，所有脊椎动物椎间盘的位置都与它们的常态姿势一致。例如，鱼类的脊柱与哺乳动物的脊柱相比，承受了完全不同的压力。鱼类依靠它们的脊柱支撑身体，在身体左右摆动时起到牵拉左右以实现游泳的动作。不过因为鱼是漂浮在水中的，所以它们并不用担心重力和减震问题。而哺乳动物则是靠四肢支撑体重，并且四肢必须要附在脊柱上。不同的哺乳动物有着不同的姿势，因此通过脊柱进行重量分配的策略也不同。自然界中的脊柱形态千差万别，但几乎所有椎间盘都已经适应了该动物的姿势与步态，唯有人类的椎间盘还未适应。人类椎间盘的排列方式更适合四足着地的指节撑行者，而不是直立行走者。虽然它们也尽职尽责地做到了对脊柱的润滑和支撑，但是相较于其他动物，人类的椎间盘更容易被推挤出来。它们通过将脊柱关节拉向胸部来抵抗重力，仿佛人类是靠四足行走一样。然而，由于直立姿势，重力经常会把椎间盘向后或向下拉，而不是向胸部拉。随着时间的推移，这种不均衡的压力会使椎间软骨产生突起。这就是我们所熟知的椎间盘突出症，或者更常见的说法是“椎间盘突出”。椎间盘突出在其他任何灵长类动物中几乎闻所未闻。我们的祖先大约在600万年前就开始了直立行走。这是他们从其他类人猿中分化出来的第一次身体变化。然而人类的解剖结构没能来得及赶上并完全适应这种变化，这虽然令人失望，但也在意料之中。至少，我们能用得上我们背部的所有骨头。如前所述，当人类进化为直立行走时，腰背部增加了几块骨头。显然，在进化的过程中，是可以根据需要复制出骨头的。不过，当骨头不再被需要时，进化则似乎无法将它们消除。无用的骨头图7 这是人类脊柱中椎间盘突出的图示。当人类祖先采取更直立的姿势时，脊柱的腰部区域也变得急剧弯曲。每块椎骨之间的纤维软骨盘并不适合这种直立、弯曲的姿势。因此，它们有时会“滑动”，从而导致了这种痛苦的状况人类有太多的骨头，不过这个缺陷不是我们独有的。自然界充满了拥有各种各样缺陷的动物，它们有着无用的骨头、不能活动的关节、不能附着于任何事物的结构，以及导致的问题多于其存在价值的附属器官。其原因是胚胎发育的过程极其复杂，为了使身体成形，数以千计的基因必须以精确的顺序被激活和失活，在正确的时间和空间上完美协调。举个例子，当某块骨头不再被需要时，除掉它并不像拨动一个开关那么简单，而是需要拨动成百上千个开关，并且它们必须要以一种特定的方式被拨动，以免破坏数以千计的由同样的基因构建的其他结构。请记住，自然选择也会随机切换这些开关，就仿佛是一只黑猩猩在打字一样。如果我们等得足够久，黑猩猩会打出一首短诗，但是等待的时间会很漫长。对于解剖结构而言，其结果是到处都是负担。在人类的骨骼中存在着一些惊人的多余结构。请握住你的手腕。毫无疑问，这是个功能很好的关节。它几乎可以在任意方向上旋转180度，尽管如此，手腕处的血管、神经及肌腱仍然能够从手臂一直延伸到手部的某个精确位置。然而，这比它实际需要的功能复杂得多。人类的手腕处有8块不同的骨头，还不包括前臂的两块骨头和手掌的5块骨头。仅仅在手腕处的狭小区域内就有8块完整而清晰的骨头，仿佛一堆石头被塞在那里——它们如此罗列在一起真的有什么必要的功用吗？总的来说，这些腕骨是有用处的，但是就单独某一块腕骨而言没有什么实际作用。当你移动你的手时，它们可以说是一成不变地堆积在那里的。是的，它们通过一个复杂的韧带和肌腱系统将手臂骨与手骨连接起来，但事实上这种排列方式极其繁复和冗余。如果在我们可怜的跟腱中能有“冗余”，那就是件相当棒的事，但是在骨骼方面却不是这样。拥有多余的骨骼需要更多的附着点，用于附着筋膜、韧带和肌腱。而每一个接触点都是一个弱点，都有可能扭伤或撕裂（就像前面提到的前交叉韧带撕裂）。我们的身体中也有一些关节被设计得相当精湛，最先出现在我脑海中的就是肩关节和髋关节。当然不会是腕关节。没有理智的工程师才会设计出一个带有许多单独运动部件的关节。它扰乱了空间，限制了运动的范围。如果手腕设计合理，那么人类的手将能够实现全方位的活动，手指可以向后弯曲并贴到手臂上。当然，它做不到这些。实际上，许多骨头堆放在那里对腕关节的灵活性来说是起到了限制作用，而不是促进作用。人类的脚踝和手腕的状况一样，也受到多余骨头的困扰。踝关节处有7块骨头，其中大部分是没有意义的。显然，脚踝处的问题和手腕的问题相比更亟待解决，因为它时刻承受着重量，并且是整个身体运动的中心。如果这些关节能更简单，我们将会更好。因为在脚踝移动的过程中，踝关节这7块骨头中的大多数彼此之间并没有相对移动，事实上，它们作为一个整体能够更好地发挥作用。它们的韧带被密质骨取代，因此，如果能简化，踝关节会变得更强壮，并且它们的许多潜在应力点将被消除。导致踝关节扭伤的原因很常见：踝关节处的骨骼设计就像一堆零件的大杂烩，除了制造麻烦，什么也做不了。腕关节和踝关节的无用骨骼可以说是最令我们讨厌的骨骼的例子，但它们并不是特例，我们的身体中还有其他骨骼也存在缺陷，比如尾骨。图8 人体踝关节的7块骨头（白色显示部分）相互固定在一起。没有哪个工程师会将一个接头设计成由许多不同的部件组成的样子，而这些部件的作用仅仅是为了让彼此固定在一起。然而令人难以置信的是，人类——或者说大多数人——在这种混乱的安排下竟然能够很好地适应尾骨是脊柱的末端部分，由最后3节（或四五节，每个人的情况不同）椎骨接合而成，形成一个C形结构。这部分骨骼在人体中基本没有功用，它们不能容纳或保护任何东西。虽说脊椎是被设计用来保护脊髓的，但是脊髓的位置远高于尾骨开始的地方。它是退化器官——是我们祖先的“尾巴”在进化后的残留部分。几乎所有的脊椎动物都有尾巴，包括大多数灵长类动物。大型猿类是罕见的例外，但猿类在它们胚胎发育的初期也都是有尾巴的。那条尾巴最终会消失，胚胎发育到21或22孕周时，它的退化器官就成了无价值的尾骨。尾骨上还附着一块肌肉的微小残余，如果尾椎没有融合成尾骨，那么这部分肌肉就可以让它弯曲。而现在对于人类来说，它只是一块无意义的肌肉附着在这块无意义的骨头上。尾骨确实与邻近的肌肉组织保持着一定的联系。当你躺卧或坐立时，它也承受着很大的重量。不过，对于那些因受伤或罹患癌症而通过外科手术切除尾骨的少数人来说，并不会有长期的并发症。像其他脊椎动物一样，人类的颅骨也是由多块奇怪的骨骼混杂在一起而成的，这些骨骼在幼儿时期融合成一个单一结构的头颅骨。人类的颅骨平均有22块骨骼（有些人的骨骼数量会更多），其中有很多是成对的。也就是说，颅骨中的很多骨骼有左侧版本和右侧版本，例如，左侧颌骨与右侧颌骨在面颅正中相连接；左侧上腭骨和右侧上腭骨也是如此。这种冗余没有明确的原因。我们能够理解为什么左右手臂是独立的结构，但面颊部的骨骼显然和手臂的情况不是一回事儿。相对于颅骨中成对对称的骨骼而言，我们的前臂和小腿没有真正的理由拥有成对的骨骼。我们的上臂有一根骨头，但前臂有两根。腿也是一样，大腿有一根骨头，小腿有两根。是的，前臂中的两根骨头可以扭转活动，但小腿的情况却不同。你不可能转动膝盖以下的小腿。即使在前臂中，有两根平行的骨头也不是唯一能使关节扭动的方法。事实上，两块骨头的存在能够保护关节扭转不超过180度，因为当你扭动骨头时，它们会不可避免地相互碰撞。相比之下，肩部和臀部的扭转甚至比肘部更好，而且它们也没有这种两块骨头平行的结构。没有哪个机器人的手臂会被设计成模仿人类的无意义的骨骼结构。毫无疑问，人体解剖结构是精妙绝伦的。我们很好地适应了周围的环境，只不过适应得还不够“完美”，还有一些小瑕疵。如果我们的祖先在进入拥有疫苗和外科手术的现代社会之前，能够在狩猎采集生存模式中生活更长的时间，那么进化很有可能将继续完善人体的解剖结构。然而，就像所有的环境一样，当时的那种环境也是动态的，进化仅仅是修正了那时那刻我们相对的不完美。进化是一个持续不断进行着的过程——从未真正地完成。进化和适应更像是在跑步机上跑步，而不是在跑道上跑步：我们必须不断适应，以避免灭绝，但我们好像从未真正到达过任何地方。尾声：长有后鳍的海豚虽然人类有多余的骨头，但是还有许多动物甚至有更多的赘肉结构和额外的骨骼。例如，有些蛇的身体里还有未完全退化的微小骨盆，尽管它们的四肢在很久以前就消失了。这些无用的蛇骨盆不附着任何东西，也没有任何功用。不过，它们不会对这些蛇有任何伤害；如果它们有害，自然选择就会将它们从蛇的身体中完全移除。大多数的鲸体内也存在未完全退化的骨盆——这仿佛是它们4000万年前从陆地迁入水中的四足祖先的低声耳语。当鲸鱼的祖先迁入水中后，它们的前肢就逐渐进化为胸鳍，而后肢则退化至完全消失。[7]2016年，日本的渔民捕获了一只长有一对小后鳍（因为没有更好的术语来称呼它们）的海豚。这是一个罕见的发现，这只后来被命名为AO-4的海豚被送到日本太地町鲸鱼博物馆进行展示并接受进一步研究。一只海豚拥有一对微小但完美的后鳍，这一发现揭示了发育过程中单个基因突变的力量。在这种情况下，一个随机突变正好消除了先前的突变。显然，这是个偶然事件——其罕见程度相当于闪电两次击中同一地点——但当我们发现它们的时候，它们也为我们提供了强有力的信息。在写作本书的时候，还没有关于AO-4的准确突变的合理报道，但是科学狩猎仍在继续。试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]