- 失衡:為什么我們無法擺脫肥胖與慢性病
- (美)馬勝學
- 3719字
- 2019-01-04 21:34:03
營養學、智慧誕生與生態新平衡
在地球生態系統趨于平衡的過程中,營養攝入改變了靈長類生物的大腦容量,促使人類誕生,一種嶄新的由人掌控的動態平衡由此開始。
大爆炸、地球、萬物生
迄今為止,美國物理學家伽莫夫1946年正式提出的“大爆炸理論”(The Big Bang Theory)是最有影響力的宇宙誕生學說。該學說認為,宇宙是由138.2億年前的一次大爆炸后膨脹形成的。與普通的大爆炸不同,這樣的爆炸是致密熾熱的奇點突然炸裂所致,宇宙體系不斷膨脹,物體溫度從熱到冷、物質密度從密到稀不斷演化,宇宙從此有了物質、能量、時間和空間,而這些概念,構成了物理學的基礎。
在漫長的宇宙演化中,物質和能量形成復雜的結構,從原子到分子,再結合成具體的物質。宇宙誕生于將近100億年之后,飄散在太空中的塵埃聚集,形成了太陽系,而地球是其中一個星球。
最初地球體積很小,隨著塵埃和星體的撞擊,體積不斷增大,溫度不斷升高。之后,地球遭受的撞擊變少,地表溫度降低,而內部的巖漿不斷噴發,形成了火山,火山灰中的蒸汽凝結為水,形成了海洋。
有機體就是在海洋中誕生的,生命由此起源,耗費三十多億年的時間,不斷進化,從有機體到藻類,再到多細胞生物、海洋動物,是一段漫長而曲折的進化史。
在地球形成的早期,由于星體運動和地殼活動的不確定性,維系平衡幾乎是不可能的。自生命誕生以來,地球經歷了至少5次滅絕事件,每一次都讓不計其數的生命從地球消失。例如發生于2.5億年前的二疊紀末期的滅絕事件,95%的生物遭受滅頂之災。而發生于白堊紀—第三紀的滅絕事件,導致地球上45%的生物滅絕。
然而從整個宇宙的發展史來看,地球的存在只是滄海一粟,地球的災難并未改變宇宙的平衡與演化。但對地球自身來說,平衡和穩定是物種演化的先決條件,如果沒有一個相對安全的環境,就不可能有多樣的物種,也不可能有人類的誕生。
趨向平衡的生態系統
與宇宙或者地球的誕生時間相比,人類存在的歷史只有短短的幾百萬年時間,幾乎可以忽略不計。在人類出現之前,地球經過億萬年的進化,形成了相對平衡的生態系統,人的出現,或者說智慧的誕生,對原本的生態系統產生了巨大的沖擊。
眾所周知,生態系統是生物群落連同其所在的地理環境所構成的能量、物質的轉化和循環系統。生態系統平衡建立在能量平衡、物質循環平衡和生物鏈平衡之上。
能量平衡特別容易理解,生態系統需要的負熵來自太陽,依靠太陽的能量形成自組織過程。從大自然長久的發展史來看,整個生態系統消耗的能量與能夠利用的太陽能必須達成平衡,不能長期超負荷消耗。
物質循環平衡是指無機物—有機物—無機物的循環平衡。生命系統的能量載體其實是在地球內部完成吸收和代謝,從微觀角度來講,物質循環是指水循環、氧氣循環、氮循環、磷循環等。物質循環平衡表現為生態系統內部不會產生垃圾。
生物鏈是能量和物質循環的載體,生物鏈的起始是植物通過光合作用把無機物轉化為有機物,將太陽能轉化為生物能,之后,通過食物鏈,有機物向動物流動,最后,再由動物和植物流向微生物。在最后這個過程中,有機物被分解氧化,重新轉化為無機物,釋放出能量。生物鏈是由多種物種連接而成,保持著能量的流動和物質的循環,維系著整個生命體系的良性存在,這種運轉機制即生物鏈平衡。一般而言,生物種類越多樣越復雜,其抵抗環境波動的能力就越強,整個生態系統也就更為穩定,生物鏈平衡的水平也就越高。
如果你看過迪士尼的動畫片《獅子王》,可能會記得電影中有這樣一個情節:老獅子語重心長地告訴辛巴,獅子吃掉的那些食草的羚羊、斑馬、兔子,并非是殘忍的殺戮,而是為了維護整片草原。
獅子王為什么這么說?因為這就是自然界的生態平衡,一片未曾遭受破壞的草原,動植物的數量和種類在一定時期內是基本穩定的。動植物互相適應、彼此制約,讓一片草原欣欣向榮。獅子吃羚羊,羚羊吃草,獅子、豹子等大型兇猛動物死亡之后,身體又會變成植物的肥料,如此良性循環,草原才不會消失。
可以說,自然界中所有的生物,都不可能脫離其他生命物質而獨立存在,生態系統內某一種生物的增加、減少、滅絕,都會影響生物鏈上其他生物的存在狀態。
營養學改變了大腦發育
假如沒有人類文明的誕生,同時沒有外源性的災難,大自然的平衡會長期演化和保持下去。
人類的祖先——早期猿人大概誕生于200萬到300萬年前,之后經歷了智人、直立人等階段。大約7萬年前,“智人”這一物種的生物開始出現,智人最大的特點是會思考,也就是會利用智慧為自己謀取生存福利。雖然說“人類一思考,上帝就發笑”,但正是因為思考,人類躍居為自然界的上帝,“在地球發展史上,首次出現了為自己的利益而打算征服整個自然的物種,即人類”。
人類的分支比較復雜,因為區域地理環境不同,早期的人種“有些高大,有些矮小,有些會兇殘地獵捕,有些只是溫和地采集著食物”。但共同的特征是相對腦容量明顯大于其他動物。
相對腦容量是指大腦體積與身體體積的比值。動物學家研究了過去6000萬年里生活過的500種哺乳動物的大腦,其跨度之大,涵蓋了恐龍滅絕之后一直到今天的動物。結果發現,相對腦容量越大的動物越聰明。比如說,藍鯨的大腦雖然比人腦大很多,但它的相對腦容量并不大,也就沒有人聰明。它的大腦很大一部分是用來控制身體運動的,身體越高大,需要的腦容量相應就越大,但除此之外,用于智力活動的占比很小。
其實,生態系統平衡的打破是由營養學導致的,打破之后,自然界建立了由人類參與的新的平衡。早期的人類在獲取食物上并無太大優勢,一是他們的體格不占優勢,無法與兇猛動物相抗衡;二是他們的奔跑速度也落后于羚羊、野狗、兔子等動物,遠古時期的人類祖先處在食物鏈不太起眼兒的位置。
人類是雜食性動物,攝食的動物蛋白是其他兇猛動物剩下的更易消化的骨髓、大腦等難攝取的部位。雜食性保證了營養的均衡,另外,食物容易消化使節余出的能量供給大腦,促進了腦容量的增加。
碩大的腦袋是一份甜蜜的負擔,它雖然讓人類在智力上戰勝了動物,但也導致了身體其他部位的退化,比如人類的肌肉和骨骼遠不及其他靈長類動物發達,猴子可以在樹上蹦來跳去,大猩猩臂力驚人。大腦結構脆弱,消耗的能量卻很驚人。以智人為例,在身體不運動時,總量占比為2%~3%的大腦能量消耗卻高達25%,而其他猿類在休息時大腦能量消耗僅為8%。
沒有人知道我們的祖先什么時候學會了用火,直接的考古學證據來自于南非的Wonderwerk洞穴,里面有100萬年前人類祖先留下的灰燼和骨頭,但人類用火的時間應該更早。
人類學會用火具有劃時代的意義,美國人類學家蘭厄姆認為,正是因為人類學會用火,吃上熟食,人類的智慧才發生了飛躍。經過加熱,食物不但變得更為美味,寄生蟲病菌被殺死,蛋白和淀粉的物理化學結構也發生改變,身體內分解酶的工作效率大大提高,食物也更安全,更容易消化。比如黑猩猩每天需要花費5個小時嚼食生肉,而人類只需要1個小時。
人類考古發現,距今一百六十萬到一百九十萬年前的直立人(homo erectus)的腦容量是其祖先能人(homo habilis)的1.5倍,與此同時,其牙齒尺寸發生了人類進化史中最大幅度的下降,充分驗證了這一點。
火的運用和學會使用工具,讓人類營養的攝入更加規律和多樣,規律地食用熟食改變了人類的解剖結構——牙齒變小,更為圓潤,腸道縮短,消化能力提高,反映到大腦上,是腦容量變得更大。對比發現,人類的腦容量是猴子的20.7倍,是大猩猩的4.3倍。

圖1–1 人類進化大腦變化圖
人的出現是生物界的革命,一群在最近幾十萬年來逐漸變得無所不能的欲望猴子打破了地球的寧靜與平衡,開始替代上帝恣意擺布世界。
1989年的奧斯卡獲獎短片《平衡》,是一則內涵豐富的現代寓言。在一個超現實的空間里,5個幾乎一模一樣的男子背靠背圍成一圈,他們面無表情,又仿佛各懷心事。其中一個人向外邁出一步,空間發生了傾斜,原來,這5個人站在一個四方形的平板上,中間只有一個支點。他們默契地向四方走去,盡力保持平衡,隨后拿出了釣魚竿垂釣。其中一個人釣上了一只音樂木箱,當他想要窺探木箱的秘密時,其他四個人也充滿了好奇,于是平衡被打破了。圍繞著這只音樂木箱,5個人展開角逐,最終,木板的兩端剩下孤單單的一個人,以及一只永遠無法觸碰的木箱。
這樣一則現代寓言,可以從多個層面解讀。如果平板是地球,寓意人與自然的不平衡;如果平板是當今世界,那5個人代表了國家之間的不平衡;如果平板是一個人,5個人隱喻了名利、工作、健康等要素,反映了內心的不平衡。
平衡的法則指引著這個世界,每一方勢力似乎都能夠打破平衡,但最終又被平衡所引導。人類的存在需要平衡,個體的健康需要平衡,當貪婪和誘惑出現時,平衡就會被打破。人類在地球這一葉扁舟上,只有同舟共濟,保持平衡,才能抵達彼岸。
從浩渺的宇宙到神奇的地球,從龐大的生態系統到復雜的人類,這世間的萬事萬物,都是從不穩定趨向穩定平衡的。
每一個獨立的人類個體同樣如此,他無時無刻不在追求內外的平衡。人體作為生態系統的一部分,要與外部自然環境相平衡。同時,對身體內部而言,也在不斷協調中趨向生理與心理的平衡。
生命不在于運動,也不在于靜止,而在于平衡。任何生命系統都是因平衡而生,因不平衡而亡,新的平衡孕育新的生命。
人類是地球平衡運動的產物,具備生物圈內所有生命系統的特征。然而,智慧將人類和其他動物區分開來,在不斷的進化中,人類一次次躍升,直至站到了食物鏈的頂端。