我開始教授人體解剖學的同時，我的大學也在翻新我的實驗室。事實證明，這種巧合再恰當不過了。第一次教授解剖學可能是一項挑戰，這不僅僅是因為有大量的名稱需要學習。窺視身體內部，會發現進化過程中遺留在我們體內的結構，這些結構通常看起來像是一團混亂，動脈、神經和其他結構以奇怪的路徑從身體的一部分到達另一部分。
當我在努力理解身體內部結構時，我在一棟有百年曆史的建築中獲得了一處空間，需要將其改造成現代實驗室。當我們開啟牆壁檢視管道、線路和其他機械裝置時，我們看到一團亂麻，似乎毫無道理；電纜、電線和管道在整棟建築中走了奇怪的環路和彎路。任何一個頭腦正常的人都不會將我的建築設計成我們拆除牆壁時看到的混亂景象。這些公用設施建於 1896 年，反映了一種舊的設計，在過去幾十年的每次翻新中都經過了臨時拼湊。如果您想了解電纜或管道的曲折路徑，您必須瞭解它們的歷史以及它們多年來的修改方式。人體結構也是如此。
以男性精索為例。這根管子將睪丸（在陰囊中）連線到尿道（在陰莖中）。這樣做，它為精子排出體外形成了一條通道。陰囊毗鄰陰莖，因此您可能會認為最佳設計應該是採取最短的路線，即兩個結構之間的直線距離。事實並非如此。精索從陰囊向上延伸，然後在恥骨內環繞，穿過髖關節下方的開口向下延伸，最後到達陰莖內的尿道。這條路徑——歷史遺留物——既是醫學生理解的煩惱之源，也是因此而患上某些型別疝氣的人類男性的痛苦之源。
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魚類的遺傳
為了理解我們自己的身體，我們需要檢查我們與從微生物和蠕蟲到魚類和靈長類動物的一切生物共同擁有的歷史。就精索而言，人類性腺的發育方式與鯊魚、魚類和其他硬骨動物相似。性腺——女性的卵巢和男性的睪丸——最初形成於人體較高的位置，靠近肝臟，大概是因為發育為性腺的組織之間的相互作用發生在那裡。在成年鯊魚和魚類中，性腺通常仍然靠近肝臟。它們可能保持這種祖先的構造，因為它們的精子可以在體腔本身內發育。
像我們這樣的哺乳動物與我們的魚類祖先的做法不同。隨著雄性胎兒的發育，性腺會下降。在雌性中，卵巢從身體中部向下移動到靠近子宮和輸卵管的位置。這種移動確保卵子不需要長途跋涉才能受精。在雄性中，性腺下降得更遠，一直到從身體延伸出來的陰囊。
這個特徵對於健康精子的產生非常重要。一個可能的原因是哺乳動物是溫血動物，精子的數量和質量取決於在比身體其他部位更涼爽的溫度下發育。事實上，一項研究甚至表明，從緊身三角褲（可能會將陰囊壓在身體上）轉變為寬鬆的平角內褲（可以讓陰囊懸垂），可以改善精子質量的某些因素。因此，哺乳動物的陰囊是一個與溫暖的身體分離的囊袋，可以上升和下降以控制精子發育的溫度——想想“冷水浴效應”。
問題就在這裡。為了讓睪丸位於這個囊袋中，它們必須下降很長一段距離，從而導致精索採取迂迴的環路。不幸的是，對於男性來說，這個環路會在身體壁的頂點附近造成一個弱點。當一小部分腸道從這個薄弱點突出時，可能會導致幾種型別的疝氣。這些疝氣可能是先天性的：一些腸道碎片與性腺一起移動並透過體壁下降。或者它們可能是由於這個薄弱區域而在以後的生活中發展出來的。因此，獲得某些型別疝氣的傾向反映了人類歷史的各個層面：我們魚類的過去和哺乳動物的現在。
我們為什麼會打嗝
同樣的進化分析可以應用於各種疾病。以打嗝為例，打嗝的程度從持續幾分鐘的煩惱到持續數月甚至在極少數情況下持續數年的重大生活改變狀況不等。喉嚨和胸部肌肉的痙攣會導致打嗝。當我們急促吸氣，而喉嚨後部的軟組織瓣膜會厭關閉時，就會發出特有的“嗝”聲。所有這些動作都是完全無意識的；我們“打嗝”時無需思考。打嗝發生的原因有很多：我們吃得太快或太多；甚至更嚴重的疾病，例如胸部區域的腫瘤，也可能引發打嗝。
根據一項有充分證據支援的假說，打嗝至少揭示了我們歷史的兩個層面：一個與魚類共享，另一個與兩棲動物共享。我們從魚類那裡繼承了我們在呼吸中使用的主要神經。其中一組神經，即膈神經，從顱底延伸，穿過胸腔和膈肌等部位。這種曲折的路徑會產生問題；任何中斷這些神經沿其長度路徑的東西都可能干擾我們的呼吸能力。這些神經的刺激甚至可能是打嗝的原因。人體更合理的設計應該是神經不是從頸部而是從靠近膈肌的位置發出。不幸的是，我們從鰓更靠近頸部而不是膈肌遠低於頸部的魚類祖先那裡繼承了這種設計。
如果神經的奇怪路徑是我們魚類起源的產物，那麼打嗝本身可能起源於我們與兩棲動物共享的過去。事實證明，打嗝的特徵性肌肉和神經活動模式自然發生在其他生物中。而且不僅僅是任何生物。更具體地說，它們出現在同時使用肺和鰓呼吸的蝌蚪中。當蝌蚪使用鰓時，它們會遇到一個問題——它們需要將水泵入嘴和喉嚨，然後流過鰓，但它們需要阻止水進入肺部。那麼它們會怎麼做呢？它們會關閉聲門以關閉呼吸管，同時急促吸氣。本質上，它們使用打嗝的延伸形式用鰓呼吸。
我們悠久的歷史曾在遠古海洋、小溪和熱帶草原上度過，而不是在辦公樓、滑雪場或足球場上。我們過去和現在之間這種非凡的脫節意味著我們的身體會以某些可預測的方式瓦解。人類膝蓋、背部和手腕的主要骨骼起源於數億年前的水生生物。那麼，當我們用兩條腿走路或打字、編織或寫作時，我們撕裂膝蓋中的軟骨並遭受背痛，或者患上腕管綜合徵，這有什麼奇怪的嗎？我們的魚類和兩棲動物祖先沒有做這些事情。
以魚類的身體結構為基礎，使用從構建蠕蟲身體的基因改造而來的基因對其進行修改，將其裝扮成哺乳動物，然後調整和扭曲該哺乳動物，使其成為一種可以直立行走、說話、思考並能精細控制手指的生物，我們就得到了災難的配方。我們只能在付出代價之前儘可能多地裝扮這條魚。在一個完美設計的世界中——一個沒有漫長曆史遺產的世界中——我們不必遭受痔瘡或疝氣的折磨。我們的建築物也不會因為翻新而如此昂貴。
注：本文最初以標題“This Old Body”印刷。