如果人體旨在活到 100 歲,那會是什麼樣子

如果進化將人體設計為能良好運作一個世紀或更長時間,我們的外貌會大不相同

椎間盤突出、骨骼脆弱、髖部骨折、韌帶撕裂、靜脈曲張、白內障、聽力喪失、疝氣和痔瘡:隨著年齡增長,困擾我們的身體機能障礙清單又長又熟悉。為什麼我們會在達到本應是黃金時期的時候就崩潰瓦解?

我們稱之為身體的活機器會退化,是因為它們並非設計用於長時間執行,而且我們現在推動它們在超出保修期後繼續運轉。人體在藝術上是美麗的,值得所有的驚奇和讚歎。但從工程師的角度來看,它是一個由骨骼、肌肉、肌腱、瓣膜和關節組成的複雜網路,直接類似於機器中易出錯的滑輪、泵、槓桿和鉸鏈。當我們進一步進入生育期後,我們的關節和其他在年輕時為我們服務良好或不會引起解剖學特徵會顯露出它們的不完美之處。它們會磨損或以其他方式導致晚年常見的健康問題。

從進化角度來看,我們存在缺陷是因為自然選擇(塑造我們基因控制性狀的力量)並非旨在追求完美或永恆的健康。如果一個身體方案能讓個體存活足夠長的時間來繁殖(並且,在人類和各種其他生物中,撫養他們的幼崽),那麼該方案將被選擇。也就是說,足夠健壯能夠繁殖的個體將把他們的基因——以及因此他們的身體設計——傳遞給下一代。嚴重阻礙青年時期生存的設計將被淘汰(被選擇淘汰),因為大多數受影響的個體將在有機會生育後代之前死亡。更重要的是,只有在某人繁殖後才會變得喪失能力的解剖學和生理學怪癖將會傳播。例如,如果一個身體方案導致在 50 歲時完全崩潰,但不干擾早期的繁殖,那麼即使晚年有有害後果,這種安排也會被傳遞下去。


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如果我們被設計為長時間執行,我們身上的缺陷就會更少,這些缺陷會在晚年讓我們痛苦不堪。然而,進化並非如此運作。相反,它以一種會讓魯布·戈德堡感到自豪的方式,透過修補現有特徵來拼湊新的特徵。

人類的直立姿勢就是一個例子。它是從哺乳動物四肢行走的身體方案演變而來的。這種修補無疑幫助了我們早期的人科祖先:用雙腳站立被認為促進了從食物採集和工具使用到增強智力的一切。我們的脊椎此後在某種程度上適應了這種笨拙的變化:下部椎骨變得更大以應對增加的垂直壓力,並且我們的脊柱略微彎曲以防止我們傾倒。然而,這些修復並不能阻止由我們的雙足站立姿勢引起的一系列問題。

如果……會怎樣?
我們三個人一直在思考,如果人體是專門為健康長壽而構建的,那會是什麼樣子。這些頁面上描繪的解剖學修訂是異想天開且不完整的。儘管如此,我們提出它們是為了引起人們對一個嚴肅問題的關注。衰老經常被描述為一種可以逆轉或消除的疾病。事實上,許多青春永駐的兜售者會讓我們相信,與衰老相關的醫療問題是我們自己的錯,主要是由於我們頹廢的生活方式造成的。當然,任何傻瓜都可以縮短自己的壽命。但將人們因繼承了一個缺乏完美維護和修復系統且並非為長期使用或永久健康而構建的身體而造成的健康後果歸咎於他們,這非常不公平。即使可以找到並採用某種神話般的理想生活方式,我們的身體仍然會隨著時間的推移而磨損。

這種現實意味著衰老和許多伴隨它的疾病既不是不自然的,也不是可以避免的。沒有簡單的干預措施可以彌補滲透在我們解剖結構中並隨著時間推移而暴露出來的無數缺陷。然而,我們相信研究人員將能夠緩解衰老的一些疾病。研究人員正在迅速識別(並辨別功能)我們無數的基因,開發藥物來控制它們,並學習如何利用和增強我們體內已經存在的非凡修復能力。這些深刻的進步最終將有助於彌補我們所有人體內包含的許多設計缺陷。

健康與長壽
我們對重新設計智人身體的研究興趣是對衰老造成的健康和死亡後果的一種反應。我們關注解剖學上的“怪異之處”和“設計缺陷”,不僅因為大多數讀者都會熟悉它們,而且因為它們代表了威脅生命長度和生活質量的致命和致殘疾病的一小部分樣本。重要的是要認識到,我們生活在一個人類的聰明才智使空前數量的人能夠長壽的世界中。因此,我們的重新設計目標是引起人們對與個人和人口老齡化相關的健康後果的關注。

即使是“缺陷”一詞也需要澄清。生物及其製造的一切最終都會失效。只有當失效是過早的時候,失效的原因才是缺陷。一輛賽車在比賽結束後發生故障,就沒有工程缺陷。同樣,在生育期後發生故障的身體可能包含許多設計上的怪異之處,但就進化而言,它們沒有設計缺陷。

如果健康和長壽是自然界的首要目標,那麼人類生物學的無數其他方面也值得修改。例如,老年病學家推測,衰老部分是由細胞內生命機器運轉不可避免地產生的分子損傷,以及允許損傷隨著時間推移而積累的不完善的分子監視、維護和修復機制共同造成的。如果對衰老過程的這種看法是正確的,那麼修改這些分子過程以減輕損傷的嚴重程度或積累,或增強維護和修復過程,應該對健康和長壽產生有益的影響。然而,除非避免破壞性生活方式所需的常識在人們中更加普及,否則這些奇妙的修改收效甚微。

生物極其複雜,經驗告訴我們,每當人類接管進化的韁繩來修改生物(微生物、植物和動物)以適應其目的時,不可避免地會產生不良後果。針對延長壽命的基因操作最令人擔憂的權衡將是虛弱和殘疾的延長,而不是青春活力和健康的延長。

儘管人類是由進化的盲眼拼湊起來的,但事實證明,人類是一個非常成功的物種。我們幾乎擊敗了我們遇到的每一種生物,但微生物除外。我們的足跡遍佈地球,甚至登上了月球。我們甚至已經弄清楚如何逃脫過早死亡並活到老年。

在歷史的這個節點上,我們需要利用我們不斷擴充套件的進化知識來提高我們晚年的生活質量,因為不考慮健康延長的單方面追求壽命延長可能是災難性的。

我們對解剖學“固定”的人的異想天開的設計並非旨在作為生物力學工程的現實練習。鑑於今天對人類衰老的瞭解,如果將從頭開始設計一個健康長壽的人的任務交給一個由進化之父查爾斯·達爾文、偉大的畫家米開朗基羅和工程大師兼科學家列奧納多·達·芬奇組成的團隊,他們肯定會塑造一個與我們現在佔據的活機器不同的活機器。事實上,任何嘗試重新設計的人都可能會構建一個與我們在這些頁面上建立的人體不同的身體。然而,我們之所以採用這種方法,是為了以一種具有啟發性的方式傳達進化論的重要資訊,即在很大程度上,我們生命的潛在長度,以及在較小程度上,健康和活力的持續時間,都是我們遠古祖先的基因遺產,他們需要在被大自然的敵對力量殺死之前迅速成熟以生育後代。

更多探索

衰老:自然史。Robert E. Ricklefs 和 Caleb E. Finch。大眾科學圖書館,W. H. Freeman,1995 年。

欺騙時間:科學、性與衰老。Roger Gosden。W. H. Freeman,1996 年。

達到目的的手段:衰老和死亡的生物學基礎。William R. Clark。牛津大學出版社,1999 年。

衰老:生命的悖論。Robin Holliday。施普林格,2007 年。

人類必須活多久?Bruce A. Carnes 和 T. M. Witten 在老年醫學雜誌:生物科學,第 69 卷,第 8 期,第 965–970 頁;2014 年 8 月。

SA Special Editions Vol 24 Issue 1s本文最初以“如果人類旨在長壽”為標題發表於SA 特刊 第 24 卷第 1s 期(),第 106 頁
doi:10.1038/scientificamericansecrets0315-106
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