《失败的进化》 田牧歌解读

《失败的进化》| 田牧歌解读

你好，欢迎每天听本书，今天要为你解读的书是《失败的进化》，副标题是“人类为直立行走付出的代价”。

如果有人问，在外形上，人类区别于其他动物最主要的特点是什么？我猜，你的答案很可能会是直立行走。没错，人类是自然界唯一能长期直立行走的哺乳动物，用两条腿走路是人类的一张名片。直立行走不仅让我们站得更高、看得更远，变得与众不同，还对我们产生了极其深远的影响。

一方面，直立行走解放了双手，让人开始琢磨能用这双手做点什么，对手的运用促进了大脑的发育，提升了人类的智慧水平，最终让人类走上了食物链的顶端。另一方面，人类从爬行到站立的进化历程又过于仓促，许多生理结构还没调整完善便匆匆启用，结果是各种麻烦纷纷找上门来。比如，心血管疾病、腰椎间盘突出、颈肩酸痛等等，都让人饱受困扰。

从这个角度来看，人类的进化虽然有成功之处，但失败的一面同样不可忽视。今天我们讲的这本《失败的进化》，讨论的就是人类为直立行走所付出的各种代价，为我们展现了人类进化过程中“失败”的那一面。

提起进化，你肯定听说过达尔文的进化论，知道“物竞天择，适者生存”的道理。但如果再细问一句，生物的进化到底是怎么发生的？进化的过程是什么样的？可能很多人就说不上来了。而进化中所谓的“失败”，则更容易被我们忽视，人类既然已经站在自然界的顶端，那肯定算是一个成功的物种啊，从哪儿来的失败呢？

在这本书里，作者以动物的具体生理构造为例，掰开揉碎地介绍了进化到底是怎么发生的，人类所谓的失败又失败在了哪里。通过这本书的介绍你会发现，进化不是一个抽象的概念，而是生物对身体原始的“设计图纸”不断进行“设计迭代”的演变过程。人类从四足爬行到直立行走，身体结构出现了巨大的变化，充分了解进化的本质与进化的失败之处，能让我们更清楚地认识自己。

本书作者是日本动物学家远藤秀纪，他毕业于东京大学农学部，曾历任日本国家科学博物馆动物研究部研究员、京都大学灵长类研究所教授，现在是东京大学综合研究博物馆教授。远藤秀纪提倡进行“遗体科学”研究，擅长在动物解剖的过程中挖掘进化的蛛丝马迹，著有《熊猫遗体的复活》《做解剖的男人》等多部科普著作。

而这本书最大的特点，就是采用了独特的解剖学视角。书里用的例子一点也不高冷，饭桌上的炸鸡和秋刀鱼都是作者的教学工具，他会带着我们一点点地解剖结构，发掘每块骨骼和肌肉背后隐藏的进化逻辑。这块骨骼是怎么来的？那块肌肉又有什么用？通过这种解剖学视角，进化不再是一个高高在上的理论，而成了看得见、摸得着的客观事实，能让读者对这本书的主旨有更切实的体会。

好，接下来，我就分两个部分来为你介绍书中内容：第一，为什么说动物的进化史，就是一个反反复复的设计迭代史？第二，直立行走给人类带来了什么优势，又带来了哪些问题？

首先，让我们讨论第一个话题，为什么说动物的进化史，就是一个反反复复的设计迭代史？

作者在书里开门见山地提出，进化就是生物“在祖先的基础上进行设计迭代”。该怎么理解这句话呢？提起设计，我们很容易联想到建筑或者机器的设计图，这些图纸精确地规定了房子该怎么盖，机器该怎么组装；生物的设计也差不太多，身体里的成千上万个基因，决定了一个生物该在什么时候长成什么样子。每个生物都会从祖先那里继承一套基因，这套基因就是它的基本设计。但外部环境在不断变化，生物光继承这套设计还不够，还得根据环境需求，在基本设计的基础上进行迭代，这个迭代过程其实就是进化。

光说道理难以服众，让我们用心脏进化的案例，来看看实际情况是否如此。心脏的雏形最早出现在一种叫作文昌鱼的动物身上，虽然名叫鱼，但文昌鱼并不是鱼类，而是一种更加原始的动物。一般认为，文昌鱼是最先进化出发达血管系统的动物，它体内的血液循环可以把氧气和营养物质输送到身体的各个部位，同时回收废物。实现血液循环需要动力源，人体内血液循环的动力源是心脏，文昌鱼没有成形的心脏，但它鳃后面靠近腹部的位置，散落着一些可以自行收缩的心肌细胞，这些细胞就是心脏的雏形，文昌鱼正是靠着这个雏形心脏来进行血液循环的。

鱼类作为文昌鱼的后代，已经拥有了真正的心脏。经常吃鱼的朋友们可能知道，鱼类的心脏就位于鳃后面靠近腹部的位置。从文昌鱼的雏形心脏，到鱼类的真正心脏，心脏进化了、功能完善了，但包括心脏位置在内的很多基本设计都沿袭了下来。所以我们才说，进化的本质就是生物在祖先的基础设计上进行迭代。

既然如此，那这种迭代是怎么发生的呢？作者告诉我们，迭代的发生既没有方向，也没有目的，偶然性非常大，往往是一系列突发奇想和修补拼凑共同塑造的。

比如，骨骼的诞生就纯属意外。动物最初都是没有骨骼的，现在学界的主流观点认为，最早的骨骼出现在鱼类身上。鱼类生存需要很多矿物质，其中就包括钙和磷酸，虽然这两种矿物质可以从海水中获取，但来源并不稳定，所以鱼类要想生存，就得在体内存储一定量的钙和磷酸，以备不时之需。但巧合的是，由磷酸和钙组成的磷酸钙质地坚硬结实，性能优良，是一种支撑身体的完美材料。有磷酸钙的支撑，鱼类可以在上面铺展肌肉，大幅提升身体的运动能力，这给了它们很大的生存优势，所以结果就是，本来作为矿物质仓库的磷酸钙，意外地演化成了支撑身体的骨骼。

你看，骨骼的迭代就来自偶然。迭代在发生时并没有方向和目的，只是在误打误撞地尝试各种可能的解决方案，充满着随机性，最终结果也很可能与初衷完全不同。在生物学界，这种现象被称为“预适应”，指的是最开始的某种身体结构为以后的新功能打下了基础。作者告诉我们，在动物进化的历史中，预适应的现象其实很常见，就连我们的四肢也是预适应的产物。

不管是哺乳动物、爬行动物、两栖动物，还是鸟类，它们都有一个共同点，那就是都拥有四肢。可你有没有想过，为什么是四肢，而不是昆虫一样的六条腿或者蜘蛛一样的八条腿呢？其实原因很简单，这些拥有四肢的陆生动物都是亲戚，同属于四足类动物的后代，而所谓四足类动物，就是鱼类在进化过程中走上陆地的一个分支。

我们的四肢来自原始的四足类动物，可四足类动物的四肢又是从哪儿来的呢？化石为我们提供了线索，大约3.7亿年前，生活着一种叫作真掌鳍鱼的原始鱼类。（真假的真，手掌的掌，鱼鳍的鳍）听名字你应该能猜到，这种鱼拥有像手掌一样的鱼鳍。你可以仔细观察一下鱼缸里的金鱼或者餐桌上的烤鱼，会发现这些鱼的鳍由很多平行的细柱组成，上面覆盖着一层软膜。相比之下，真掌鳍鱼的鳍里则有作为中轴的骨骼，以及其他一系列小骨骼与肌肉，就像一个小手掌一样能改变自己的形状，做出一系列复杂的动作。

真掌鳍鱼为什么要进化出这种结构呢？起初人们并没有确切的答案，因为真掌鳍鱼早就已经灭绝了，但后来科学家们突然发现，真掌鳍鱼竟然还有一个亲戚存活于世，那就是有着同样鱼鳍的腔棘鱼（胸腔的腔，荆棘的棘）。网上有腔棘鱼游泳的视频，仔细观察可以发现，它们对自己那些特殊的鳍的操控十分灵敏，能用复杂的动作旋转鱼鳍，精密地控制自身的运动状态。一类比我们就能明白，真掌鳍鱼带骨带肉的鱼鳍，能让它们更精密地控制自身的运动状态，从而更高效地觅食或者躲避敌人。

你看，这种鱼鳍本身是真掌鳍鱼为了游泳而准备的，目的无非是在水里做点更复杂的动作，但意外的是，带有骨骼和肌肉的鱼鳍很适合用来在陆地上支撑身体，最终演化成了四足类动物最早的四肢。四肢是预适应的产物，这个例子再次向我们证明了，迭代过程充满着偶然性。

设计的迭代过程不仅偶然，而且还经常重复发生，相似的迭代经常在不同物种身上重复出现。比如最典型的，脊椎动物的翅膀就是重复迭代的产物。

说起会飞的动物，我们第一时间肯定会想起鸟类。鸟类能飞是因为它们拥有翅膀，除去翅膀上长长的羽毛，只看内部骨骼结构的话，你能发现鸟类的翅膀其实由三大段组成，分别对应我们的上臂、小臂以及手腕以下的手掌部位，只不过鸟类翅膀的骨骼更加细长一些。种种证据显示，鸟类的翅膀就是从整个上肢的设计中迭代得来的。

不过，鸟类不是唯一会飞的脊椎动物。身为哺乳动物的蝙蝠也会飞行，但它们的前肢迭代成翅膀的思路，却截然不同。蝙蝠翅膀的绝大部分面积，都由它们长得离谱的手指骨和掌骨支撑，蝙蝠手指骨的长度甚至远超它们的上臂骨。这种设计方式不仅能扩大翅膀的面积，由手指支撑起来的翅膀也更加灵活，可以改变自身形状，所以，你能看到蝙蝠经常用翅膀把自己包裹起来睡觉。

其实，在鸟类和蝙蝠之前，还有一类脊椎动物也进化出了翅膀，并一度称霸天空，这种动物就是翼龙。和蝙蝠相比，翼龙翅膀的设计更加激进，翅膀中支撑主翼面的，不是手臂骨也不是手掌骨，而是单单一根无名指骨。

鸟类用上肢迭代出翅膀，蝙蝠用手掌演化出翅膀，翼龙则用一根无名指支撑起翅膀，虽然结构各不相同，但迭代的产物都是能让它们飞向天空的翅膀。迭代总是在反复出现，因此动物的进化史，就是一个反反复复的设计迭代史。

刚才我们用几个例子，讨论了动物进化的本质。接下来，就让我们进一步聚焦人类自己，来聊聊直立行走给人类带来了什么优势，又带来了哪些问题。

直立行走可能听起来很简单，不就是原来用四肢行走的动物，改成用后肢行走嘛。但如果仔细研究就会发现，这个改变牵一发而动全身，它对人类身体的影响是非常深远的。简单举几个例子：

首先，从四足到双足，人类必须保证站稳而不会摔倒。四足着地当然不容易摔倒，但双足着地平衡就很难保持，为了解决这个问题，人类迭代出了长度更长，而且呈弓形的脚掌，也就是我们常说的足弓。足弓能把身体的重量分散到脚的前后两侧，最大程度上保证人身体前后方向上的平衡。

其次，直立行走还改变了人体受到重力的方向。四足行走时，重力的方向是从背部到腹部，内脏都靠腹壁在下方托着，但双足行走时，重力的方向变成了从头到脚，内脏又要靠什么支撑呢？人类的解决方案是迭代出更宽大的骨盆，可以像底板一样在下方承托内脏；同时，又让胸腔和腹腔中间的横膈膜作为腹腔内脏的“天花板”，在上方紧贴着肝脏等器官。

还有，双腿往前走时需要把腿往后甩，这个动作对臀部肌肉的力量要求很大，为此人类又迭代出了相对于其他动物来说巨大的臀部。

所以你看，更巧的足弓、更宽的骨盆、更大的臀部，都是直立行走牵一发而动全身的体现。不难看出，为了适应直立的生活方式，人类作出了巨大的改变。

这时候我们就不禁要问，这些改变给我们带来了什么，我们从中获得了什么优势，又遇到了哪些问题呢？

让我们先说说优势方面。很明显，直立行走带给我们的最直接优势，是让我们有了一双灵巧的手。通过这双手，我们可以抓握物体、搬运食物、制造工具，乃至传递文明，不再承担行走使命的前肢，最终成了帮助人类称霸自然界的武器。人类的双手可谓独一无二，功能强大，请随便拿起一个东西，一个苹果、一本书或者一杯水，这时你会很自然地用拇指和其他四根手指一起夹住那个东西。别小瞧这个动作，自然界中只有人类能用拇指进行抓握。其他动物，不管是猫、狗，还是兔子、松鼠，它们要想抓住东西，最多只能用大面积的手掌和手指捧着，双手的实用性很有限。而直立行走让人类有足够的资本演化出灵敏的手指，从而大幅提升双手的实用性。

在双手之后，直立行走带给人类的另一大优势，是让人类进化出了一颗巨大且聪明的大脑。虽然要论绝对大小，人脑并不是最大的，比如大象和蓝鲸的大脑就更大，但如果看大脑和身体的比例，人脑则大得出奇。“脑化指数”是一个衡量哺乳动物大脑和身体比例的数字，由脑容量除以体重的2/3次方得到，脑化指数越大，意味着大脑相对于身体就越大。计算不同动物的脑化指数可以发现，人类的脑化指数大约是狗的6倍，马的7倍，兔子的18倍；大象的大脑够大吧？但人类的脑化指数依然是它的4倍以上。可以说，在自然界里，人脑的“大”是独一份的。

那人类是如何进化出这么大的大脑呢？种种迹象都显示，正是使用和制作工具这些用双手来完成的“细活”，刺激了大脑的思考能力，加速了大脑的复杂化与巨大化，所以归根到底，人类能拥有这颗大脑，还得归功于直立行走。

化石证据有力地佐证了这个观点。人类的祖先里，最早学会直立行走的是生活在大约300万年前的阿法南方古猿，这种类人猿的脑容量大约是400毫升，和黑猩猩的差不多；相比之下，现代人类的脑容量达到1400毫升，是阿法南方古猿的3倍多。其实这个现象很不寻常，因为300多万年的时间听起来很长，但相比于哺乳动物在地球上2亿多年的进化史，其实只是弹指一挥间。人类脑容量飞速增长的时期，恰好和直立行走以来的历史重合，再结合其他多方面的证据，我们完全有理由得出结论，正是直立行走带来的种种变化，促进了人脑的快速发育，赋予了我们无与伦比的智慧。

直立行走给了我们灵巧的双手和聪明的大脑，帮助我们走上自然界的顶峰。因篇幅所限，其他优势就不一一列举了。但这本书提醒我们，人类的进化过程在很多方面也是失败的。因为人类直立行走的进化历程发生得太快，很多身体结构还来不及完善便匆匆投入使用，这给我们带来了很多问题，让我们分别说说。

从爬行到直立，首当其冲的是人体的心血管系统。用四肢行走的动物，身体中的血液主要在水平方向上流动，流动路径比较平缓；但人类直立行走之后，血液的主要流动方向就从水平变成了垂直，血流路径突然变得陡峭。尤其是人身体的最上方，还顶着一个巨大的脑袋，人脑会使用全身14%的血流量和18%的供氧量，所以，为了保障血液的正常循环，心脏的负担就变得非常大。

更要命的是，心脏的供血压力面临着两个矛盾：如果降低血压，那就没法保证大脑的供血；如果提高血压，大脑反而会更加危险。这很好理解，假设人心脏附近的血压是100毫米汞柱，那么往上到达大脑入口处时，可能就只有50毫米汞柱了，而往下到达双脚末端时，血压却可能达到180毫米汞柱。

人类需要的是任何姿势下都能合理供血的心血管系统，而不是强行把血液打入大脑的水泵。心脏供血时必须考虑到各种极端情况，人不可能永远站着，如果躺下或者低头系鞋带，大脑附近的血压就会迅速增大。如果心脏提供的血压过大，就很容易破坏大脑的周边部位，比如造成脑溢血。

上边有问题，下边也有问题。同样是因为直立行走，四肢末端的血液要想回到心脏，需要往上走很远的距离，血液就不可避免地在肢体末端出现一定程度的淤积，所以人类的四肢，尤其是下肢，就很容易出现水肿、静脉曲张等问题。如果碰上寒冷的天气，四肢中本来就流通不畅的血液，还容易因为远离身体的中心而迅速丧失热量，结果就是人的手脚很容易变得冰凉。

除了给心血管带来问题以外，直立行走也让人的脊椎疲惫不堪，椎间盘突出是人的常见病，久坐在办公室的现代人更是饱受其害。这归根到底是因为，人类利用脊椎的方式和祖先完全不同。在脊椎动物从海洋登上陆地之后的3.7亿年时间里，脊椎一直扮演着衔接前肢和后肢的角色，并不需要在水平方向上承受多大压力。但人类直立行走以来，在短短几百万年时间里，就改变了脊椎的受力方向，不管是站立还是坐着，上半身的绝大部分重量都要靠脊椎来支撑。

日复一日，年复一年，脊椎的负担有多重可想而知。如果把脊椎比作三明治，那上半身的重量就像一直在用力挤压这个三明治，里面夹着的馅料就很容易被挤出来，椎间盘突出就是这样形成的。

人类的颈肩也是直立行走的受害者，比起椎间盘突出，颈肩酸痛的患病群体要更大一些。颈肩酸痛的痛感主要集中在斜方肌上，这块肌肉连接着颈部、胸部的背侧与肩膀，不管是人类还是广大的四足动物，斜方肌都是一块大肌肉。不过不同的是，四足动物的斜方肌只会在运动时拉扯肩骨，静止时就可以得到休息，它们的斜方肌是张弛有度的。人类不一样，人类虽然不需要用上肢行走，但斜方肌得一直牵引着我们沉重的脑袋，除了睡觉时间以外，几乎一直处于紧张状态，无法得到彻底休息。

尤其是现代人的生活方式，经常久坐或者低头看手机，时间长了就会让斜方肌陷入严重疲劳的状态，变得又酸又痛还无比僵硬，很多人都饱受其苦。当然，这个锅不能完全甩给直立行走，个人不健康的生活方式也得负重要责任，但在现代生活方式的背景下，这是直立行走留给我们的一个大问题。

好，说到这，这本书的精华内容就讲得差不多了，我们简单总结一下。

动物的进化史，就是一个反反复复的设计迭代史，迭代都基于祖先的基本设计，在漫长的时间里逐渐演化成形。这个过程没有方向、充满偶然，而且经常重复发生。人类的直立行走，也是在原始人类的基础上迭代而来的。为了适应新的行走方式，人类作出了一系列巨大的改变。这些改变给我们带来了优势，比如灵巧的双手和聪明的大脑，但也带来了诸多问题，心血管疾病、脊椎病、颈肩酸痛，都是直立行走留给我们的难题。

进化就是在基本设计的基础上进行迭代，而迭代一旦发生，就再也没有回头路可走。鱼类的心脏不会退化成文昌鱼的原始形态，蝙蝠的翅膀不会再变回普通的手掌，我们选择了直立行走，双手就再也不会变成用来走路的两足。这本书虽然回顾了人类进化过程中失败的那一面，但我们在自然界的地位也毋庸置疑地证明了，我们选择的迭代路线是正确的。或许你在听完这本书后，也能和我一样感觉到：身而为人，虽然不够完美，但已经足够幸运。

好，以上就是这本书的精华内容。你可以点击音频下方的“文稿”，查看全文和脑图。你还可以点击红包按钮，把这本书免费分享给你的朋友。恭喜你，又听完了一本书！

划重点

1. 每个生物都会从祖先那里继承一套基因，这套基因就是它的基本设计。但外部环境在不断变化，生物光继承这套设计还不够，还得根据环境需求，在基本设计的基础上进行迭代，这个迭代过程其实就是进化。

2. 迭代的发生既没有方向，也没有目的，偶然性非常大，往往是一系列突发奇想和修补拼凑共同塑造的。

3. 正是使用和制作工具这些用双手来完成的“细活”，刺激了大脑的思考能力，加速了大脑的复杂化与巨大化，所以归根到底，人类能拥有这颗大脑，还得归功于直立行走。