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人类“前肢”的功能进化

从鲸鱼到老鼠,所有哺乳动物都有前肢,它们的前肢在进化上叫作同源器官。哺乳动物的前肢大致具有相似的功能,无非行走、攀爬和获取食物等,只是蝙蝠改用前肢飞翔;鲸鱼学会了游泳;黑猩猩等灵长类动物则开始学着制造并使用简单的工具,有时还会为对方梳理毛发。无论前肢的功能如何变化,仍有着基本相似的生理结构,最主要的特征是五根指骨,熊猫似乎多出了一根拇指,但那只是假象。大自然发明了一种有用的工具后,就会不断修修补补以充作新的用途,而懒得做出大的改动。

为了表示区别,我们习惯于把人类的前肢称为手。直立行走解放了双手,使我们的前肢出现了巨大的变化,几乎与其他动物彻底区分开来。这对于双手是亦喜亦悲的事情,喜的是不需要再整天踩着冰霜大地艰难地负重前行,从而成功摆脱了“蹄子”这种低级庸俗毫无美感的称谓;悲的是必须完成许多更加复杂的任务,很多工作都前所未有匪夷所思,是“蹄子”望尘莫及的,比如制作红烧猪手或者泡椒凤爪等,此外还要写字弹琴玩游戏。如果要写出手的功能,大概可以列出一个长长的清单,特别是在获取和制作食物方面,且不说包饺子之类的复杂动作,手至少能挖掘块根、摘取果实。手还能捕捉昆虫。这些功能都非常实用,且是进化的重要一环。

双手在打架中的作用也不可小觑。由于人脸变得越来越扁平,牙齿撕咬已经不是有效的作战策略;灵活有力的双手大大增加了个体攻击的范围,那是牙齿难以企及的攻击距离。从中国人崇尚武术的传统可以看出,双手在近距离搏击中起到了举足轻重的作用,李小龙的大名有一半拜他的双手所赐,拳击运动员更是要靠拳头吃饭。在冷兵器时代,几乎所有武器都需要双手操作,从飞刀到长枪无不如此,我们很少看到有人用脚提着双锤和敌人火拼。冷兵器其实是双手功能的延伸,后来这些兵器经过不断改进,那也是双手反复操作的结果。没有双手,就不会有现代社会的火器,更不会有战争武器之外的任何发明。

大概正是为了适应打架的需要,人类手指的长度被控制在一定范围内,指关节的位置正好可以让手指卷曲起来,方便收在掌心握成实心的拳头,从而形成强大的攻击力。黑猩猩很少用拳头攻击对手,它们真正有力的武器仍然是满口大牙,撕咬的首选目标是对方的睾丸,那玩意儿挂在外面且大小适中,正好可以一口咬下,这种手法粗暴但有效。

我们的五根手指可以分合自如地做出各种灵活的手势,而黑猩猩在拍照时想亮出个剪刀手都很困难。黑猩猩的手指细而无力,手掌粗糙多毛,手指无法紧握在一起。它们的手只适合抓住树枝,保证自己不从树上掉下来。它们还可以使用一些简单的工具,比如用石头砸开坚果、用树枝捅死叶猴,或者用细细的草茎钓取蚂蚁,但那些工具只是将自然界的东西略微做了一些加工,勉强使用,与人类制作工具的水平有天壤之别。如果扔给黑猩猩一个苹果,它们必须紧紧抱住苹果,将苹果强行压在牙齿上硬啃,其双手的笨拙程度展现无余。而人类则可以一只手轻松地拿起苹果,无论横着啃还是竖着啃都毫无压力。

黑猩猩的手部功能与人类的差别如此之大,原因在于黑猩猩以及其他猿类的拇指不像人类的拇指这般粗大。我们人类的拇指指骨只有两节——一节不够灵活,三节又不够有力——两节指骨是力度和灵活性的完美平衡,这样的拇指又短又粗,加上大鱼际肌肉的配合,拿东西更加稳便。拇指还可以和其他四根手指任意捏合,轻松组合出各种抓握形式,包括兰花指这种高难度动作,根本目的是制造更为精巧的工具,进而吃到更多的食物,为身体提供更充足的营养。

挖鼻孔时,我们还会发现五根手指粗细不同的妙处,其中必有一根符合鼻孔的要求。要是全如拇指般粗大,鼻孔直径势必要增大一倍,而那又将带走过多的水分,导致不同程度的鼻黏膜干燥。

以上当然不是双手的全部功能。双手一旦得到解放,人类便持续不断地开发它的潜能,比如用特定的动作传递特定的信息——摆手表示反对、招手表示到我碗里来,这些举止都需要被清晰地看到,因此掌心的皮肤理所当然地要比身体的其他部位更白。所以,我们在挥手致意时都是掌心向前,而很少把手背对着人家,那样很难传递准确的信号,而且会被看作是缺心眼儿。

粗壮的手臂也有用武之地。人类的前臂可以做三百六十度旋转,上下左右千变万化,太极八卦连环掌,翻云覆雨迷倒众生,这些杂技性表演都是吃饱喝足以后的副产品。胳膊上的大块肌肉和大片皮肤就像免费的力量展示屏,年轻人喜欢四处炫耀这块展示屏,因此更喜欢穿短袖衫或者无袖衫。有时,年轻人为了取得更好的展示效果,还会在手臂上刺出各种诡异的图案,关键不是刺什么内容,而是敢刺。在光洁健康的皮肤上动针,是勇敢与强壮的表现。睾丸激素水平越高,刺青花纹就越复杂,雄性竞争力就越强,九纹龙史进和贝克汉姆便是如此。

双臂的作用还有很多,只是很少有人在意罢了,比如空闲时双臂自然下垂,正好被拿来当作行走的平衡装置。要是绑起双臂,人体只能算是一根竖起来的肉做的棍子,不但奔跑速度受到影响,而且极容易摔倒。双臂下垂还可以最大程度地节省能量,所以大家无事时都会放下双手,而高举的双手才会很快成为显眼的目标。进球的足球运动员往往高举双手四处招摇,示意是他进了球而不是别人。因为挥手要消耗更多的能量,所以挥手动作大多在几秒钟之内结束,如果一直举着双手走来走去,就算不觉得累,也会被看作是傻瓜。投降时高举双手,是在向别人示意自己没有武器,是失去有效攻击力的证明。与此类似,双手合十也意味着放弃一切进攻意图,被看作谦逊的姿态。很多民族在强大的神像面前都会合起双手,表示自己的渺小与虔诚,因而双手合十的人也会让人感觉放心,而紧握双拳的家伙则给人相反的感觉。

灵活的双手和长长的双臂还使拥抱成为可能。我们很少看到两头狗熊互相拥抱,有些灵长类动物也会拥抱,大概是出于互相依偎取暖的需要,身体暖和了,心情自然要好一些。人类的拥抱行为是动物界最亲密的行为之一,对个体关系的调节能力仅次于交配,有时直接服务于交配。一般而言,女性对拥抱的渴望比男性更加强烈,她们的皮肤对拥抱更敏感。

对于男人来说,双手还可以用来叉腰。叉腰可以使身体看起来更加宽阔,显得更有威慑力。在以前的宣传画上,指引人民奋勇向前的伟人大多叉着腰。现代领导人已经很少叉腰了,那样显得太具攻击性。但如果不叉腰,空空的双手应该放在哪儿好呢?以前是背在身后,彻底袒露胸部和腹部,而胸部和腹部正是最容易受到致命攻击的部位,所以双手背在身后足以表明情况尽在掌握之中,是权威与自信的双重展示。把双手交叉放在小腹前,是自我保护的意思,因而显得非常低调内敛。 WazUYy0hYH7V9i1K9t8P2ALCioqz9/BcUPnsFJENaDMGTWhIa5/LId3heJgRIbW0



我们再也爬不回去了

其他动物很少直立行走,说明存在风险;人类终于直立,说明必有独特的好处。风险与利益并存,只赚不赔的买卖在生物界极其罕见,我们有必要了解直立行走的利弊得失。

从一种行走状态演变为另一种行走状态后,古猿不可避免地会遭遇一些前所未有的困难。在生物进化过程中,没有什么事情永远伟大光荣而正确。可以肯定地说,直立行走带来了一大堆烦恼,露出阴部根本算不上什么大事,重要的是头部以下的骨骼都必须随之改变,脊柱与骨盆要重新构建,以保证躯干挺直。为了支撑身体的重力并缓冲运动的冲击,脊柱需要加粗加弯才能在保持身体平衡的同时节省步行所需的能量。但弯曲结构承受了过重的压力,再加上一个大大的脑袋,这导致脊柱的下半部吃重最多——那里正是腰疼的发源地。这些都是人类为直立行走付出的代价,而这些还远不是全部。

双手得到解放,意味着原本由四肢负担的重量全交给了双脚和双腿。双腿除了承重,还要不断奔跑前进,任务相当繁重,所以不但骨骼关节变粗,肌肉也大幅增加。如此粗重的大腿,再加上好大一截上半身,全部都压在膝关节、踝关节和脚上,这正是人类饱尝足痛膝伤之苦的根源。

直立以后最有苦难言的应该是脚。身体的所有重量将不得不由这两片强大的底座承担,这使得脚成了专业性极强的工具,除了负重与走路,再没有别的事做——其他灵长类动物的脚还具有灵活的抓握功能。为了适应直立承重,人类的脚部骨骼增大,特别是脚后跟比所有灵长类动物的都要强大,体重100斤的女性的脚骨比300多斤的大猩猩的脚骨还大。增强版的脚骨可以分担来自上部的压力,但骨头一大,密度就容易跟不上,而脚跟主要由稀松的网状海绵骨组成,这就带来了另一个严重的问题——骨骼组织暴露面积增加,钙流失加快,年老以后极易骨折。很多高个子篮球明星退役时间比其他运动员要早,不是因为他们不想打,而是因为不能再打,他们的身体对脚部的压力过大,骨密度容易跟不上,骨折的风险也就更高。

其实,脚部和手部的发育机制相似。如果一个人大脚趾较长,大拇指也较长,表明基因在用一种省事的方法控制着手和脚,就像一个部门可以负责两种任务,每一个指令都同时影响着手和脚。更为有趣的是,科学家认为脚部变化引起了手部变化,准确地说,手只是脚的另一份拷贝。虽然脚没有手那么灵活,但其潜能不容小觑。有些人经过练习,使脚的灵活性几乎能与双手媲美,可以完成很多复杂的工作,比如梳头、写字、缝衣服、剥玉米、包饺子等,如果你对饺子的味道没有什么特殊要求的话,肯定会为脚的灵活性感到震惊。但所有这些潜能都被直立行走给埋没了,双脚的任务只剩下不停地行走和奔跑,就像才情俱佳、身负旷世武功的武林高手,被困在黑暗的小山洞里每天做着捡煤球的活计一样。这是双脚为直立行走付出的巨大牺牲。

此外,直立行走使得人类对食盐的需求量比其他动物更多。没有哪种动物像人类这样离不开食盐。食盐在维持细胞渗透压、血压和消化道的酸碱度等诸多方面有重要作用,这对所有动物都是平等的,人类会提出特殊要求,主要原因可能是长期奔跑后人体内的盐分随汗水流失,需要补充大量的盐分。另一个因素是,人类的脑脊液每天更新三四次,更新的脑脊液总量相当于一两瓶啤酒,因此需要不断补充盐分以维持有效的脑脊液压力,只有这样才能保护大脑与脊髓免受直立行走的巨大冲击,否则极易走成脑震荡。

直立行走造成的另一个麻烦为女人所特有,她们的骨盆变短增宽,股骨倾斜严重,奔跑速度相对较慢,做同样的运动要消耗更多的能量,而且膝盖更容易受伤。女人的运动能力比不上男人,这是硬性制约因素。

直立行走还直接提高了大脑的高度,导致大脑极易缺血,而要加强供血,心脏负担必然随之增加,这使得人类易患心血管疾病。

此外,还有一堆直立行走带来的毛病,比如奔跑时下肢承受的压力接近于体重的好几倍,所以骨骼磨损严重,老来难免光景难熬;久站还会使肛门血压增加,容易形成痔疮。有一种病叫哨兵痔,就是长久直立造成的。本来动物的内脏都是平放的,现在人类由于直立,内脏被吊了起来,结果各种内脏受到重力作用就容易下垂。诸如胃下垂、肾下垂、子宫下垂、小肠下垂等,都是人类独有的常见病。搞不好,连心脏都有下垂的风险。而四肢行走的动物,完全没有下垂的麻烦。

可能有人会说,既然直立行走有这么多麻烦,我们再爬回去怎么样?

曾经沧海难为水,无论你的意志有多坚强,我们都不再是适合爬行生活的动物。随着直立行走,人类的上肢不仅变得小巧纤细,还比双腿短了很多,如果再改为四肢着地,手臂吃不消身体的压力,不得不花更多的时间坐着休息。勉强四肢行走时,屁股也会蹶起老高,比捡肥皂还危险,男人稍不注意甚至会把尿撒进嘴里。这还在其次,更大的麻烦在于双手——无论把手指蜷起来还是摊开,都不适于长途爬行。更不要说我们的手掌太过柔弱,很快就会被大地磨得满是鲜血,每走一步都要留下带血的“足印”。

要是你愿意尝试,还会发现更多的麻烦。最难搞定的是脑袋,爬行时脸部朝下,根本看不见前方。要想把脑袋强行抬起来,脖子就不得不具备更大的拉力,考虑到脑袋的重量,这种能量损失也非同小可。

不管你是否承认,我们都再也爬不回去了。直立行走是自然选择赋予人类的金钥匙,不经意间触发了一个巨大的进化开关,从此启动了不可逆转的演化进程,持续刺激人体的其他特征不断出现,指引着人类大步迈向文明。

所以,我们怎样评价直立行走的意义都不过分,那是一切后续进化的基础,直立行走所引发的最直接性状是,我们开始脱去了浑身毛发,露出了光洁而有弹性的皮肤。 33WiXquNVrHogi7d1CU5N9s/w+C9YzkABhp141JCDrRu/hz67KNAco2fUYiAqgoi



第2章
人为什么不长毛

人类体毛的整体脱落和局部保留都是对环境的适应,部分是男女博弈的结果。脱去体毛的人类发生了巨大的连锁变化,裸露的皮肤散热效果极佳,直立行走的潜能得以充分展现,长途奔跑使得捕猎效率空前提高,人类因此可以吃到更多的肉食,其营养水平大为改善,为人体的深入进化打下了基础。

如果你能勇敢地脱光衣服与黑猩猩站在一起,你会同时脱下隐藏在内心深处的种种自卑,因为无论从哪个角度观察,在黑猩猩面前,你都显得更胜一筹。先不说内在的涵养和素质,你那光滑润泽、清新脱俗的皮肤就足够打眼。尽管黑猩猩是这个星球上与人类生物学关系最近的动物,但你与它们之间还是存在巨大的可视差异:黑猩猩浑身上下长满了浓密乌黑的毛发,只是局部地区无毛;而勇敢的你,则基本全身赤裸,只是局部地区有毛。

既然人类由古猿演化而来,那么人类为什么非要脱去满身的毛发呢?那身浓密乌黑的毛发难道不好吗?披在身上连真皮外套都省得买了,穿起来绝对合身,而且天然环保,不需要防腐剂和光亮剂。

平心而论,满身毛发远不止免费真皮外套那么简单。试想一下那套天然皮草的好处,不仅能防止皮肤潮湿,避免被阳光晒伤,在丛林中穿行时不易被荆棘划得伤痕累累、鲜血淋漓,还可以抵抗苍蝇和蚊子的侵扰,比如黑猩猩就从来不需要点蚊香。不仅如此,大部分动物毛发还有伪装功能,猎豹的豹纹服简直就是制作精良的原创天然迷彩服;老虎的斑纹与丛林中洒下的光影极为相近,所以才能屡屡偷袭得手;脱去毛发后的伪装效果将大打折扣。

毛发还有一个意想不到的作用,就是表达情感。拿家猫来说,它乖巧的时候,毛发也会很乖巧,摸起来一顺水的服帖,很少有逆毛。可一旦生气,小小动物也会表现出汗毛倒竖、虎目圆睁的架势。狗在打架前的热身运动中也采用类似套路,先是龇牙咧嘴,脖子间的毛发会突然立起,看起来狰狞恐怖,给人凛然不可侵犯的感觉,足以吓傻平庸的对手,此即所谓不战而屈人之兵。虎狼之辈都是行家里手,狮子鬃毛的威力甚至超过闪着寒光的獠牙。毛发在竞争中无疑起到了擂鼓助威的作用,在性选择时也有助于力压群雄。人类也有相似的反应,突然遇到可怕事件或是感到极度愤怒时,毛发也会竖立起来,只不过汗毛过于细小,不易被察觉罢了。

毛发的另一个不为人知的重要功能是帮助动物彼此相认。一只猫看见另一只猫并心生暧昧,主要是根据毛发的纹路来判断它是否为同类。一般而言,在野生状态下,猫绝不会把体形相近的狗看作朋友,更不会主动上去凑热闹,甚至企图发生关系。很简单,它们的“外套”样式足以证明对方非我族类。由此看来,小小毛发竟然事关繁殖大业,如果忙了半天却追错了对象,绯闻就会立即升级为丑闻。

正因为毛发具有如此重要的作用,所以,90%以上的哺乳动物都有毛发,裸体的家伙大多生活在地下或者海里。比如裸鼹鼠,由于长年累月生活在地洞中,既不需要毛发保暖,也不需要毛发防晒,它们索性脱去毛发,顺便免除了满身寄生虫的困扰,整日赤身裸体,毫无羞耻之意,在地洞中过着颠倒日月的生活。只是小小的身体脱去皮毛后,保温性能有所下降,反倒出现了类似冷血动物的代谢特征,有时需要靠冬眠渡过难关,好在地洞恰好也是睡觉的好地方。

另一大类脱去毛发的哺乳动物是鲸鱼和海豚,它们与水獭不同,水獭经常需要上岸,而鲸鱼长年不到海滩上晒太阳,在水中披着一套潮湿的毛发当然没有任何意义。可是,还有一类哺乳动物既不生活在地下,也不生活在水里,却也是毛发稀少,一副少年老成的模样,比如大象。虽然我们的焦点往往停留在它长长的鼻子和獠牙上,生物学家却对它们稀疏的毛发很感兴趣,那或许有助于理解人类的脱毛现象。

科学界并不认为大象毛发稀疏难以理解。大象个头太大,皮肤被撑得很开,不需要详细计算就可以知道,其单位面积的毛发数量肯定少了很多。就好比把人的脑袋放大10倍,那一头原本浓密的长发定会稀疏不少。

但一个理论要想让人信服,就必须能应付各种刁难。大象的反例来自灭绝的猛犸,那家伙个头和大象差不多,却有着浓密的长毛。有人解释说:猛犸生活在寒冷的西伯利亚,非常需要毛发御寒;而大象主要生活在热带,对毛发的依赖并不强烈。问题是和大象生活在相同地区的斑马、狮子等都有着浑身毛发,照样生活得很好,为什么独独大象少毛呢?

更为合理的观点是,虽然斑马、狮子与大象生活在同一地区,面临的实际问题却并不相同。这个实际问题就是,斑马和狮子虽然个头很大,但还没到与大象相提并论的程度。而个头越大的动物,相对表面积,即体表面积和体积之比就越小,相对表面积越小就意味着散热功能越低。个头大的动物散热能力反而差,这正是大象的弱点,庞大的体形必然产生巨大的热量。事实证明,大象的体表温度在哺乳动物中是最高的,常常高达50多摄氏度,其他哺乳动物根本难以忍受。为了解决散热难题,大象表皮长出很多褶皱以增加散热面积,同时脱去了多余的毛发,否则会被活活热死。与大象相似,个头很大的犀牛、河马的毛发也都很少。

现在的问题是,解释大象毛发的理论并不能直接应用于人类。人和大象是完全不同的动物,和鼹鼠、鲸鱼也不同:人既不生活在地下,也不生活在水里,个头也没有那么庞大,可却偏偏把一身诱人的毛发给脱掉了,岂不怪哉?为此,科学家不得不提出新的理论来解释人类光滑皮肤的成因,不然会遭到好奇心极强的大众的鄙视。

对于考古学家而言,皮肤问题异常复杂,因为体毛脱落事件不会留下化石。研究人员可以通过化石判断人类何时直立,何时腿变得很长能够快速奔跑,何时头脑变大可以思考复杂的问题,却很难从化石中找到体毛脱落的线索,因而极难判断体毛脱落的大致时间。可是脱落时间对于理解皮肤进化至关重要。如果能确切知道体毛脱落的地质年代,就可以跟踪当时的地球气候与环境等因素,进而分析体毛脱落的原因。然而,现在并没有发现能证明体毛脱落的化石,我们必须依靠化石以外的证据来说明问题。

很少有人知道,黑猩猩浓密黑毛之下的皮肤竟然是可爱的粉红色,据此可以推测,早期人类的皮肤也应该是粉红色,可是拥有粉红皮肤的现代人极其少见,其间必然发生了巨大的变异,而肤色变化可以从基因中找到证据,这给出了追踪脱毛时间的重要线索——肤色变化必然发生在脱毛之后,或者说只要脱毛,肤色就必须发生变化,否则人类将很快被非洲毒辣的阳光晒死。

科学家的研究结果令人惊喜,果真存在控制肤色的基因序列。分析表明,非洲黑人几乎都有一个相同的肤色基因突变,时间大约在120万年前。也就是说,最迟从那时起,人类的肤色就开始变化。自那以后,我们的祖先就彻底脱去了体毛。想象一下,那是何等壮观的画面:在强烈的非洲阳光下,原始人类赤身裸体长发飞扬,毫无顾忌地在一望无际的稀树大草原上纵情奔跑了100多万年。

有了大致的脱毛时间,我们还需要进一步追问脱毛的原因。对此,科学家却一时不知如何回答,年代的久远、证据的缺乏、环境的巨大改变,使得这一问题充满了变数,充满变数的问题其实就是非常困难的问题,但解决的办法却意外简洁,只用一个字就可以概括——猜。

当然,科学家们的猜测多少要有些科学依据,为了与茶馆里的胡扯八道区别开来,他们一般会给自己的猜测起个更漂亮的名称——假说,其本质仍然是猜测,只不过是比较有水平的猜测。

既然是猜测,就意味着很多人都能说上几句。几百年来,无数科学家殚精竭虑挠破了头皮,先后提出了各种各样或怪异或有趣的理论,有人甚至被逼迫到了胡说八道的地步。比如,有人认为如果人类仍然保留着满身毛发,就很难清理掉粘到身上的草籽和粪便。这种观点我从一位乡下挑粪老农那里也听到过,他当时浑身散发着臭气,思维却很清晰,对天上地下的很多事情都有自己的看法。所以啊,到现在为止,讨论人类体毛脱落的假说已经有十几套了,听起来似乎都有点儿道理,但又总有那么一点儿漏洞,很多天才式的猜想后来都被证明是错误的。好在聪明的人总在不断涌现,聪明的理论也在一波又一波地冲击着愚蠢的观点,现在我们终于可以一窥光滑皮肤之下掩藏着的神秘玄机了。 33WiXquNVrHogi7d1CU5N9s/w+C9YzkABhp141JCDrRu/hz67KNAco2fUYiAqgoi

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