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我们的身体为何有瑕疵
http://www.100md.com 2007年10月18日 网易博客
    人体设计之高明,已经远远超出了人类文明已经达到的程度。在我们引以自豪的大脑皮质中,思维是通过神经网络来实现的。神经网络由大约60亿个“神经元”组成,包含着数不清的连接。这些神经元排成6层,每层都有100多万列;而每一列又有约1000个细胞。如此完美的设计,所产生的作用大于其各部分之总和,以致产生了“自我意识”。

    单从性能上看,大脑能把生活中经历的点点滴滴编码记忆、存储在细胞构成的存储器中。任何时候只要需要,就会在不到一秒的时候内检索出来!不仅如此,大脑在思考一件事情的同时,还在“同时”处理着许多其他事情。我们可以一心两用,边看电视边听音乐。

    然而人体里虽有数千个令人感叹的精美之品,但同时也存在一些类似铁皮加铆钉的粗疏之作,有些甚至看起来是不可饶恕的!

    近视,让至少有1/4的人饱受其苦,而摆脱不了眼镜这个累赘,除非大着胆子去动手术。像眼睛这样高档的摄像机造物主都设计出来了,却为何不能再配备一只小巧的生物眼镜以便我们需要时,在眼睛中自动地“架上”?
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    庞大而复杂的血管网络系统能够将养分精确地输送到全身10万亿个细胞中的每一个细胞,却会忘记清扫沉积在动脉壁上的胆固醇,结果使血流不畅,引发心肌梗死等诸多疾病。所有这些有缺陷的设计,给人的感觉就像是上帝麾下的那些最高明的设计师,在星期天把事情交给了一个马虎草率的徒弟。

    难道这就是事情的本来面目?大自然这样的旷世大师不可能留下如此多的败笔。这些看似不合理的有缺陷的设计,一定会有一个合理的解释。

    为什么断掉的手指不能再生,而只能愈合呢?这有两个可能的原因:第一,自然选择无法精确地将极少数几个拥有断指再生能力的原始人,选择出来。一个拥有10根手指和一个拥有9根手指的原始人,在各方面都差别不大。换句话说,在自然选择面前,一个拥有10根手指和一个拥有9根手指的原始人的生存机会是相等的。这就使得断指再生能力的基因,很难被选择出来,因此也就无法被保存下来。第二,如若具备这种断指再生能力,那可能要付出很高的代价。再生能力不可避免地要涉及细胞的分裂,而允许细胞分裂将会增加得癌症的风险。精确地控制细胞的分裂难度极高。一旦控制出现了差错,某个细胞的分裂在该停止的时候没有停止,而是继续生长,就会发展成肿瘤。权衡利弊,自然选择淘汰了这种过度的尽管是有用的再生能力。
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    当自然选择不可能在各方面都照顾周全时,它就会权衡利弊最终选择一个折中方案。这是一个高度优化的折中方案。认识到了这一点,很多看似不能解释的事情就能有一个满意的答案。为什么我们的骨骼是空心的,而空心的骨骼使得它更易被折断?原因是实心的骨骼会更沉重,使行动更迟缓。这对以狩猎为生的原始人是致命的。他将无法逃脱猛兽追逐,也无法追上自己要捕获的佳肴。且实心骨骼将使体重增加,进而需要消耗更多的食物。这对时刻处于食物短缺危机之中的原始人是不利的。

    胃酸对于我们消化食物而言,看起来是过于酸了。减低胃酸不会影响消化,还会减少胃溃疡的发生。胃酸不仅用于消化食物,还用于杀灭细菌和病毒。在卫生条件得不到保证的石器时代,更彻底地杀灭细菌和病毒是至关重要的。推想一下,以腐肉为三餐的秃鹫其胃酸之所以能够溶化铁钉,那么这个问题也就不难理解了。自然选择也绝不会对身体的某个部位设计超标,因为那样做是不值得的。“过度”设计不仅不会发生且要努力避免。因为“过度”的设计总是伴随着高成本。如果人类某个个体变异而出现了“超标”,那么这些“超标”设计的变异,也会在一段时间后被自然选择所剔除。因为把身体的某个部分设计得比其他部分更耐用并无意义。当整个生物个体死亡时,那些还完好无损的部分也将随之变得毫无价值。
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    人类的进化也始终遭受着病菌的侵袭。我们与病原微生物之间的战争已经持续了数百万年。在付出了惨痛代价之后,天花、脊髓灰质炎等病原体已消失无踪。但仍还有些古老的病毒,例如流感病毒通过不断地变异,而始终能给我们以伤害。病毒的优势是能快速地变异。五千年的中华文明只不过进化了200代;而病毒一周就可以进化200代。这使得我们与病原微生物之间的竞争,变得非常不公平。由于我们不能进化得足够快,以致人永远法逃脱病毒的追杀。

    此外,由于缺乏精确的控制机制,一些病毒在繁殖时还会经常出现各种差错,而这些错误在对付人类时,却变成了优势——人的免疫系统可能无法识别这些有缺陷的病毒。

    好在我们的优势,是有一个庞大的“化学武器兵工厂”。这家名为“免疫系统”的“兵工厂”,是一家有着数百万年历史的“老字号”。它从远古时期就一直不间歇地与各种病原微生物作战。它已经开发出数量众多的“武器系统”,刚好勉强能够抵消病原微生物巨大的进化优势。

    由于环境的不断变化,人体与环境的适应总处在时间差的滞后段上。在还没有给自然选择以足够多的充裕时间准备时,空调、空气污染、各种电磁辐射、油腻的食物却蜂拥而至,那么许多现代病的发生就不可避免了。

    回望已经流逝的数百万年的时间,自然选择不屈不挠地对人体不间断地小修小补。所有能够完美的地方都完美了,所有必须妥协的地方都做出了最小的让步。强大的免疫系统让我们免受外来病原体的侵害,但也会带来患风湿性关节炎的风险。为了保证必要的组织自我修复的能力,我们甚至付出了可能会启动癌症的代价,但所有这些就是最佳的解决方案了。明白了这些,我们就可以从容地面对明天,期待下一个微小的但却立竿见影的进化!, 百拇医药(陈兵)