文:赫曼.龐策(Herman Pontzer)

新陳代謝革命

我們經常從身體性狀、新的解剖學特徵的出現,或形狀和大小的變化來討論演化,畢竟化石紀錄中保存的通常是身體性狀。但是行為上的變化往往才是真正的推動者。新的行為出現了,身體才隨之適應。魚類開始在水邊的泥濘淺灘上覓食,而那些擁有最強壯的鰭和最原始的肺部來駕馭這些水坑的魚,才得到了最成功的繁殖成果,隨後演化過渡到陸地上,接著出現了腿。

馬的祖先牙齒本不起眼,但由於牠們的主食從柔軟的葉子改為粗礪許多的草,那些牙齒較長、更耐磨損的馬得以生存得更久。數百萬年後,長牙成為馬的常態。(這就是為什麼你可以透過觀察馬的嘴來判斷牠的年齡:看牙齒的磨損程度——如果你要買馬的話,這是個內行人的做法,但如果這匹馬是別人送來的禮物,這樣看就太失禮了。)北極熊開始游泳和潛水以捕獵,之後演化出有蹼的腳。行為走在前頭,外形隨之在後。

要讓分享在人類的支系中盛行,需要一個條件非常特殊的環境:獲得比你能吃下的分量更多的食物,需要的成本必須低於贈送食物的好處。覓集額外的食物代表為自己消耗的能量較少,為別人消耗的能量較多,這不是達爾文那不道德的會計師——天擇——通常會青睞的那種東西。

如果接受者與你有親屬關係,擁有相同的基因,那麼他們的生殖成功,有一部分也屬於你。只是打折的程度也很厲害,畢竟就算是你的親生孩子,也只分享了你一半的基因。獲得額外食物的成本必須很低,而接受者的回報必須很高,這樣分享才值得。這就很容易理解為什麼沒有其他人猿——事實上,幾乎沒有任何其他物種——會想到「分享」是一種成功的策略。

儘管面臨著巨大的缺點,但大約在兩百五十萬年前,在非洲東部的某個地方,一群有人猿腦的人族當中,各種條件、飲食和行為都達到了正確的組合。分享成為了常態。可惜分享的起源細節可能過於細緻,無法在化石紀錄的粗糙篩子中找到。(雖然如果你去最近的人類演化研討會兜上一圈,各種細微和複雜情景的豐富會讓你目不暇給。)

關於分享最早的確鑿證據,來自像斑馬這種大型動物身上有切痕的骨頭。無論多麼飢餓,沒人能夠獨自吃掉一匹斑馬。而要以一匹斑馬為目標,不論死活,都需要團隊合作,你可以直接獵殺活的,或是把其他飢餓的食肉動物從屍體前趕走。只有在達成分享戰利品協議的情況下,團隊合作才會有回報。也許人族的分享是從人猿的狩獵中發展出來的,有些個體付出了比我們在黑猩猩身上看到的那種有限的、勉強的殘羹剩飯更多的東西。

也許,人族的分享是從我們在萬巴的雌性巴諾布猿中看到的那種分享水果的行為發展而來。一個強而有力的佐證是野生塊莖,也就是我們今天在超市裡買得到的馬鈴薯和山藥的遠房表親,這在早期是一種重要的共享食物。塊莖是哈札族和世界各地其他狩獵採集族群的主食,是高熱量的澱粉炸彈,小孩子很難自己把它從地底挖出來,但對成年人來說卻很容易收穫過多。正如紅毛猩猩的母親傾向分享年輕後代難以獲得的食物一樣,人族的母親(或父親)可能已經養成了將塊莖餵給孩子的習慣。也許過了生育年齡的年長女性,會開始把她們的母性發揮在與女兒和孫子分享食物上。

無論是肉類、植物性食物,還是某種組合,這種為他人覓食的奇怪行為對人類的演化產生了深遠的影響。分享,意味著有更多能量用於生命的基本任務。生存和繁殖,這些天擇的通貨,獲得了改進。分享的人和他們的親屬,勝過了他們不那麼慷慨的鄰居。

我們是這些早期分享型人族的後代。隨著時間的推移,人的生理學對這種新的行為做出了反應,提高了新陳代謝率以利用額外的熱量。這就是新陳代謝革命,從那時起,它便塑造了人屬的演化。

正向回饋和良性迴圈

正如你的新陳代謝反映了你身體的所有系統共同運作的協調活動,新陳代謝革命改變了我們生理學的各個方面。由於卡路里不會變成化石,所以很難剖析哪些變化是最先發生的。我們在化石紀錄中看到新陳代謝加速的第一個跡象是大腦尺寸的增加。正如我們在上一章所討論的那樣,大腦是代謝代價高昂的器官。到了兩百萬年前,也就是最早有切割痕跡的骨頭出現後不久,我們發現化石中的人的大腦比他們的南猿前輩大了近百分之二十,消耗的熱量也多了百分之二十。

演化傾向將這些額外的熱量導向昂貴的大腦,說明了我們這個物種的新陳代謝策略。通常情況下,我們會期望演化傾向於將這些熱量直接用於生存和繁殖。畢竟,生殖成功——產生的存活後代的數量——是天擇唯一關注的基準。在大腦或任何其他特徵上投入資源並沒有演化上的好處,除非它能帶來更多的嬰兒。對大腦的熱量投資告訴我們,認知的複雜性對那些人來說是如此重要,以至於值得在更多的腦力上花費寶貴的熱量。

身體活動肯定也大幅增加。飲食中的很大一部分依靠肉類,這就需要每天做大量的工作來獲取食物。與植物性食物相比,作為獵物的動物在地形上分布得更稀疏,更難獵取。非洲草原上的現代食肉動物每天行走的土地面積,通常是牠們所追捕的食草動物的四倍。在我們這個屬的早期,向狩獵開始過渡也需要類似地增加每天的行走距離。而且這意味著的,可能不僅僅是大量的行走。

丹尼爾.李伯曼(Daniel Lieberman,我在哈佛大學的博士生指導教授)和丹尼斯.布蘭博(Denis Bramble)提出了一個令人信服的理由:人屬的早期成員已經適應了耐力長跑,在非洲的烈日下消耗他們獵物的體力,直到牠們倒下為止。不管他們是如何狩獵的,人已經開始採取高能量的策略,也就是狩獵和採集,在智力和氣力上花費大量的熱量,期望得到更大的共享回報。

策略奏效了。人口增長,生存範圍擴大。直立人是第一個走向世界的人類物種,近兩百萬年前出現在東非,並迅速擴展到整個舊世界。在十萬年內,他們的活動範圍從非洲南部擴展到歐亞大陸中部,並一直延伸到東亞,在中國發現了石器,化石則遠至印尼。狩獵和採集活動進入了高潮。令人難以置信的是,經過難以測量的漫長時間後,他們的後代居然會從德馬尼西的土地上,挖出這些堅韌不拔的先驅者的一小部分遺骸。

分享、智慧和耐力,是人會合作覓食的關鍵因素,是一個強有力的組合。更大的腦力提高了我們的祖先尋找和獲得最好的水果、塊莖和野味的能力,同時也改善了他們共同計畫和策劃的能力。更強的耐力使他們能夠撒下更大的網獵取獵物,並利用更大範圍內的物產。而分享,就像電影《謀殺綠腳趾》(The Big Lebowski)中那張波斯地毯一樣,將這一切聯繫在一起。由於新獲得的能力可以取得比他們所需分量更多的食物,加上會分享剩餘食物的社會契約,人類發現自己充滿了能量。

這是一個勝利的策略,打敗它的唯一方法就是做得更好。每一個世代個體間的認知能力、社會成熟度和身體耐力都會有差異,而在每一個世代中,最聰明、最合適、最友好的個體,往往是生存能力最強、繁殖能力最強的。一場軍備競賽在人族的支系中發展起來,早期的、初期的變化像滾雪球一樣越滾越大,使之成為越來越怪異的物種,有著球狀的大頭、精緻的臉、無毛、多汗的身體——一個越來越像我們的物種。

在化石和考古紀錄中,智力的提高是最容易追蹤的。德馬尼西的那些頭骨化石使我們能夠追溯大腦尺寸的增長——當我們在比較不同物種時,這會是一個粗略但合理的智力衡量標準。在不到兩百萬年的時間裡,人屬的大腦尺寸變大三倍,像烤箱裡的鬆餅一樣逐步擴大。

石器的複雜性也在同步提升。來自德馬尼西等地的早期石製工具是簡單的、破碎的鵝卵石,美觀與複雜的程度和小學一年級學生做給媽媽的黏土花瓶不相上下。到了一百五十萬年前,人類開始製作對稱的、水滴狀的「手斧」,這是很難製作的(我做不來,但我那些研究石器的朋友可以)。

到了四十萬年前,人類開始使用複雜的、多步驟的「勒瓦盧瓦」(Levallois)技法來製造長而薄的刀片,以及其他令人難以置信的工具——這些東西複雜到你必須是個有多年經驗的碩士級考古學書呆,才能在現代做出這些東西。在那之後,工具變得更加複雜,且在一個堅不可摧的創新鏈中不斷提高複雜度,從舊石器時代的黑曜石刀刃到弓箭,再到你口袋裡的智慧手機。

當然,這不僅僅是工具的問題。到了五十萬年前,人類開始用火。(這一突破可能來得更早。而關於這個主題的爭論可說是……相當熱烈。)語言能力在這一時期也肯定在發展,只是追蹤它的演變過程非常困難。當我們這個物種,智人(人屬智人種),在大約三十萬年前出現在非洲時,珍稀高價的原料貿易網路綿延數英里,天然的紅色顏料會用於裝飾,也許是象徵性的藝術。

最晚到了十三萬年前,非洲南部海岸的人類已經會留意季節和潮汐,以年為單位計畫性地採收貝類,獲得最好的收穫。我們的物種在十二萬年前走出非洲,進入歐亞大陸,與早期直立人的出走浪潮相呼應。無論我們走到哪裡都帶來了藝術和創新,到了四萬年前,從波爾多到婆羅洲的洞穴牆壁上都被我們繪製了生動的壁畫。

重建人的認知演化相對容易,因為大腦尺寸和工具、藝術以及我們製造的其他東西在化石和考古紀錄中,留下了像是森林中的麵包屑的痕跡。追蹤體型和友善特質的演化軌跡就較具挑戰性,因為兩者都沒有留下多少明確的實體證據。我們可以肯定的是,今天的人類是現存人猿中耐力最好的運動員。

我們衡量有氧運動峰值的常用指標「最大攝氧量」(VO2 max,見第八章)至少是黑猩猩的四倍,我們的腿部肌肉比其他人猿更多(儘管手臂肌肉較少),而且我們有更大比例的抗疲勞「慢縮肌」(slow twitch)。我們的血液中含有更多的血紅蛋白,運送氧氣給工作中的肌肉。我們裸露的、多汗的皮膚(到目前為止是地球上最會出汗的皮膚),使我們能保持涼爽,保護我們即使在炎熱的條件下運動也不會過熱。

這些都使我們能夠比其他任何人猿走得更遠、更快。黑猩猩平均每天要走三.二公里以上,其他類人猿甚至更懶惰。人類,特別是像哈札族這樣的狩獵採集者,每天要走這個數字的五倍路程。人們甚至以跑馬拉松為樂。我們是為激烈的、全天候的活動所打造的。使我們成為如此出色的步行者和跑者的許多解剖學特徵,如我們的長腿,我們腳上的彈性足弓,以及我們的短腳趾,都能在早期人屬的身上看見,代表這種耐力能力很早就出現在我們這個屬身上,並在過去兩百萬年中成為狩獵和採集策略的一部分,受到演化的磨礪與鍛鍊。

分享的發展也是類似的故事。被屠宰的斑馬和像在德馬尼西這種遺址裡發現的其他大型獵物等鐵證告訴我們,分享在我們這個屬的早期就已經成立了。事實上,正如我在上面所論證的,分享可能是引發人屬演化的關鍵行為創新。但要追蹤分享的程度或數量是很困難的,因為從那時開始一直到現在,分享是隨著時間推移而變化的。

不過,還是有一些提示性的線索。至少到了四十萬年前,工具技術和狩獵技術已經相當成熟。除了能致命的石頭工具外,他們還製作了平衡良好的矛,矛尖經過火燒硬化,能經常打倒野馬和其他大型獵物。能夠如此專注於製作工具和制定狩獵策略,也許顯示有一些群體成員會專門從事狩獵,而其他成員則專注於採集,與今日大多數狩獵採集群體相似,而這樣的分工,需要致力於分享才能發揮作用。

大腦的尺寸和行為的複雜性提供了另一條關於分享的線索。巨大的大腦和依賴學習的行為策略代表我們在出生時是無助、無用、潮濕的一團肉。我們不會走路,不會說話,無法養活自己,也不能在出生後的短短幾年裡遠離危險。相反的,我們完全依靠他人,依靠分享來獲得我們迫切需要的食物、關注和安全。

我們在生命的起初十年或二十年裡,吸收了慷慨的群體成員分享的資源,學習成為一個(希望是)正常、有生產力的成年人。隨著資訊湧入我們的大腦,學習、建立和修剪大腦中的神經連結消耗了大量能量,導致我們的身體在小學初期的成長速度緩慢。在哈札族這種狩獵和採集社會中,人們直到十幾歲才開始自給自足,也就是能獲得足夠的食物來養活自己。

所有這些等待和學習帶來的回報,是在成人時期令人難以置信的高生產力。成年的狩獵採集者,無論男女,每天都能輕易地把額外的數千大卡熱量以食物形式帶回家,遠遠超過他們自身所需(見第九章)。這些是額外的能量,為我們更快的新陳代謝引擎和更高的日常能量消耗提供動力。這些額外的能量會與孩子分享,也與他們的媽媽和其他照顧者分享。

事實上,由於繁殖的能量負擔是共同分擔的,媽媽們能得到很多幫助,狩獵採集社會的媽媽們通常每三年就會生一個孩子,比單獨負擔所有工作的人猿媽媽的速度快得多。(黑猩猩、大猩猩和紅毛猩猩的平均生育間隔為五年或更長。)這是人類生活史的悖論:每個孩子都需要更長的時間來成長,但我們仍設法成功比我們的人猿親屬更快地繁殖。正是我們對分享的投入和獨特的新陳代謝策略,讓這一切得以成功。

到了大約七十萬年前,整個非洲和歐亞大陸發現了一個叫做海德堡人(Homo heidelbergensis,人屬海德堡種)的物種,他們的大腦尺寸已經成長到現代人的最低範圍。他們的大腦和進步的技術顯示,在我們這個特定的物種——智人——在非洲演化出來之前,我們已經發展出了漫長的童年和超強的成年覓食能力。同樣的,他們大而昂貴的大腦和狩獵採集者的生活方式告訴我們,他們很可能具有與我們今日看到的人類相同的加速代謝率,比他們的南猿祖先燃燒更多熱量。但是,即使人類的基本代謝策略在我們出現之前就已經存在,可能也正是我們獨特的分享方式,使我們沒有走上滅絕之路。

當我們的智人祖先在非洲和全球各地擴張時,他們發現自己並不孤單。當時世界上已經充滿了各種奇怪而美妙的類人物種,他們的演化表親:歐洲的尼安德塔人,亞洲中部的丹尼索瓦人(Denisovans),亞洲的直立人遺留族群,非洲南部類似直立人的納萊迪人(Homo naledi,人屬納萊迪種),以及印尼群島的一個微型化物種,弗洛瑞斯人(Homo floresiensis,人屬弗洛瑞斯種),也被古人類學家暱稱為哈比人(Hobbit)。現代科幻小說中關於在遙遠之地遇到幾乎是人類的人,與他們交流、生活在一起的幻想,在舊石器時代的荒野中一次又一次地上演。

這些物種中有一些,如直立人和納萊迪人,有助於我們注意到缺乏動力的演化是什麼模樣。這些物種演化出的大腦比南猿略大,是最早的狩獵採集者之一。但在早期的某個時刻,天擇不再推動他們朝著更大的大腦和更複雜的覓食方向發展,而他們特定的棲息地和生態環境的變化無常對他們不利。

使大腦更大的成本和越來越慷慨的風險,都比起好處來得大,因此在沒有壓力要改變的情況下,儘管世界上其他地區的智人族群不斷變化,他們依舊維持了幾十萬年大小適當的大腦和早期人屬的習慣。演化並沒有特別的目標。只因為大腦尺寸穩定地增加了一百萬年,並不代表它會繼續這樣下去。我們並不是必然的結果。

其他物種,如丹尼索瓦人和尼安德塔人則告訴了我們:我們沒什麼特別的。這些物種都很聰明、適應性強、足智多謀,就像我們一樣。事實上,他們和我們非常相似,以至於我們能彼此繁殖,養育混種的家庭,並且毫無疑問地總是想知道,為什麼那些姻親總是看起來有點不一樣。我們今日還是能在我們的染色體中發現他們的DNA碎片,一個失落文明散落的一些磚塊,被回收到了現代建築中。

為什麼他們滅絕了,而我們延續了下來——為什麼我們是今天地球上僅存的人族——仍然是一個巨大的謎團。人們經常主張,我們只是比較聰明或比較有創造力,但這一點並不完全清楚。尼安德塔人的大腦比我們的要大一些,而且在我們出現之前就已經開始製作洞穴藝術,演奏音樂,並埋葬他們的屍體。也許這只是愚蠢的運氣,宇宙中的骰子碰巧對我們有利。也許我們在向全球擴張的過程中把新的疾病帶入了歐亞大陸,消滅了尼安德塔人和丹尼索瓦人,就像歐洲的疾病在接觸美洲原住民後摧毀了他們一樣。

一個具說服力的解釋是,人類會持續存在是因為我們比較友善。哈佛大學的理查.藍翰(Richard Wrangham),以及我在杜克大學的同事布萊恩.海爾和凡妮莎.伍茲(Vanessa Woods)都認為,智人是經由長期的自我馴化過程變得高度社會化。在這種情況下,那些試圖透過暴力和恐嚇來達到自己目的的人(尤其是男性)會被他們的群體成員排斥(或者根據藍翰的論點,這些人甚至會被處決)。隨著時間推移,友善和促進友好的基因變體會受到青睞;吝嗇的人則沒有那麼多孩子。

人類將早期人屬物種的分享行為提升到了一個新的層次。我們的群體開始以高度合作的超個體模式運作,就像蜂巢或蟻窩那樣。在這種情況下,當我們擴散到歐亞大陸時,更強大的社會凝聚力是我們相對於尼安德塔人和丹尼索瓦人的關鍵優勢。當我們與尼安德塔人和其他人類處於相同的地貌時,我們的超級合作策略就勝出了。

無論人類的合作傾向是否在人族中獨一無二,很明顯,我們極端的社會性、巨大的大腦和身體的活動能力,是使我們這個物種從根本上與其他人猿有所差異的關鍵特徵,而我們把這一切都歸功於我們兩百萬年的狩獵和採集遺產,從德馬尼西延續到今日。

我們複雜的社交世界和同理心,我們探索銀河系和分裂原子的能力,我們的忍耐能力,我們分享午餐的意願——全部都貨真價實地是我們DNA的一部分。全部都是由我們的高能量代謝策略所推動的。我們的新陳代謝——我們獲得能量的方式和我們花費能量的方式——對我們的激烈演化至關重要。

我有沒有提到這一切有個缺點?

書籍介紹

本文摘錄自《燃:最新研究,揭開身體究竟如何燃燒卡路里、減肥、保持健康!》,方舟文化出版

作者:赫曼.龐策(Herman Pontzer)
譯者:鍾沛君

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Photo Credit: 方舟文化出版

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責任編輯:翁世航
核稿編輯:潘柏翰