打嗝：來自兩棲類祖先的演化缺陷

魚類和蝌蚪逐漸演化成人類的同時，也把疝氣、打嗝和其他一些病症遺傳給了我們。

撰文 | 尼爾·舒賓（Neil Shubin）

翻譯 | 馮澤君

我開始教授人類解剖學的時候，我所在的大學正好也在翻新實驗室。現在看來，這一巧合對我來說最恰當不過了。要知道，第一次教解剖學委實令人頭痛，這可不僅僅因為你必須得記住一大堆專業名詞，更重要的是，漫長的演化過程使人體內部的血管、神經以及其他組織，通過千奇百怪的渠道貫穿於身體的各個部位，看上去極其複雜混亂。

當我正忙於理解人體內部結構時，實驗室所在的這幢百年建築開始翻新。我們鑿開牆壁，查看管道、電線以及其他內部設施，發現裡面是一團亂麻：電纜、電線、管道混亂地纏繞在一起，毫無秩序地貫穿於整幢建築內。沒有哪個正常人會依照這團令人抓狂的亂麻來設計這一建築——這幢大樓建於1896年，在其後的百年間，進行過幾次翻修。每次翻修都添加了一些臨時設施進去，最終形成了現在這個樣子。要想搞清楚一條電纜或一條管道扭曲的路徑，你必須先要了解它們的歷史，了解在過去這些年裡它們經過了怎樣的改建。同樣，要想了解人體結構，也需要這樣的深入探究。

就拿男性精索（spermatic cord）來說。精索連接著陰囊（scrotum）內的睾丸（testis）和陰莖內的尿道（urethra），是精子排出體外的通道。陰囊就位於陰莖附近，所以你可能會以為，將兩者直接連接起來才是最佳的設計方案，但事實並非如此。精索從陰囊發出，上行彎入恥骨（pubic bone），再向下穿過髖關節下方的開口，最後才進入陰莖內的尿道。這一結構是在演化過程中遺留下來的，它始終困擾著醫學院的學生以及因為它而遭受疝氣折磨的男性同胞。

魚類的遺產

要想了解人類的身體結構，必須搞清楚我們和其他生物（從細菌、蠕蟲到魚類和靈長類）共有的演化史。仍以精索為例，人類性腺的演化過程，與鯊魚、其他魚類以及其他多骨動物十分相似。在發育初期，人類性腺（女性的卵巢或男性的睾丸）在體內的位置較高，位於肝臟附近，這很可能是因為發育為性腺的組織就是在此發生相互作用的。在成年鯊魚和其他魚類體內，性腺就位於肝臟附近較高的位置。這很可能是因為魚類的精子能夠在體腔內形成，所以它們保留了祖先的這一結構。

在這一點上，人類和其他哺乳動物則與魚類祖先不同。在發育過程中，男性胎兒的性腺不斷下移，而女性胎兒的卵巢也從體腔中部下移到子宮和輸卵管附近，這樣卵細胞不用移動太遠的距離就可以受精。相比之下，男性性腺下移的距離更遠，一直要下移到位於體外的陰囊內。

男性性腺位置的下移對產生健康的精子十分重要。一個可能的原因是，哺乳動物是恆溫動物，而產生大量健康精子所需的溫度是低於體溫的。事實上，一項研究甚至表明，穿緊身三角內褲的男性，改穿寬鬆的四角短褲後，的確能在某些方面改善精子質量。這是因為，緊身三角內褲壓迫陰囊緊緊貼著身體，而寬鬆的四角短褲則可以保持陰囊懸掛其中。所以，哺乳動物的陰囊位於溫度相對恆定的體腔之外，有利於調節適宜精子發育的溫度。

但性腺下移也帶來了一個問題：睾丸要下移很長的距離才能到達陰囊內，因此在下移過程中，原本連接睾丸和尿道的精索就會形成迂迴曲折的圈。不幸的是，對男性來說，這個圈會在頂點附近的體壁上造成一塊薄弱區域。有幾種類型的疝氣，正是由於體內一小段腸子從這個薄弱區域穿出而形成的。這種類型的疝氣可能是先天性的：小腸片段在隨著性腺下移的過程中，穿破體壁薄弱區域；也可能是後天逐漸形成的：體壁上存在的薄弱區域，隨時可能被小腸穿破。演化遺留給人類的疝氣，反映了人類演化史的不同層面：曾經是魚，現在是哺乳動物。

我們為什麼會打嗝

除了上面說的疝氣，類似的演化分析法也可用於其他一些人類病症，比如打嗝。有的人打嗝幾分鐘就好；有的人則會打幾個月，嚴重影響生活質量；更有甚者連打幾年——不過這種情況很罕見。打嗝是喉嚨或胸腔的肌肉痙攣所致。「嗝」的一聲是由於急速吸進空氣時，會厭（epiglottis，喉嚨後方的一瓣軟組織）閉合而產生的。所有這些動作都是在完全無意識的狀況下產生的。打嗝的誘因有很多，比如吃得太快或者太多。胸部的腫瘤也會引起打嗝，當然這種情況就比較嚴重了。

根據一個論據充足的假說，打嗝至少揭示了人類演化過程中的兩個階段：魚類階段和兩棲類階段。我們從魚類那裡繼承了主要的呼吸神經，其中之一是膈神經（phrenic），這條神經從頭骨基部發出，最後穿過胸腔和橫隔膜（diaphragm）。然而蜿蜒曲折的神經路徑也帶來了一系列問題：在這長長的神經纖維上，只要任何一個地方出現問題，都可能影響我們的呼吸能力。如果神經纖維受到刺激，就可能引起打嗝。其實，呼吸系統更合理的設計應該是，使神經從橫隔膜附近的某一位置發出，而不是從頸部發出。遺憾的是，我們的呼吸神經是從魚類祖先那裡演化來的，而魚類的呼吸器官——鰓就位於頸部附近，而下面的橫隔膜是我們後來才演化出來的。

如果說神經傳遞的怪異路徑源於我們的魚類祖先，那麼打嗝大概可以歸咎於兩棲類祖先了。研究表明，打嗝時的肌肉與神經活動模式也可以在其他生物體上觀察到，但並不是所有生物——確切地說，蝌蚪身上會發生類似的神經肌肉活動。蝌蚪是用肺和鰓呼吸的兩棲類動物。用鰓呼吸時，水被泵入口裡和喉嚨，再經鰓排除，在此期間還要防止水進入肺里。這要怎麼實現呢？吸水時，蝌蚪會合上聲門關閉氣管。實際上，蝌蚪用鰓呼吸的時候，就是用類似人類打嗝的機制來避免水進入肺部的。

我們並非一開始就活躍在辦公室、滑雪坡、足球場。在漫長演化史的不同階段，人類生存環境各異：遠古海洋、小溪流水、熱帶草原……過去和現在的環境迥然不同，這也意味著身體的某些病症並非無理可依。人類膝蓋、背部和腕關節的主要骨骼，都是從百萬年前的水生生物演化而來的。由此看來，我們膝蓋會撕裂；走路可能導致背痛；長時間打字、編織或寫字又可能引發腕管綜合征……這些也就不足為奇了，因為我們的魚類和兩棲類祖先並不做這些事情。

展開魚的身體構架，將構建蠕蟲的基因稍加改進之後對此構架進行修飾，然後將它裝扮成哺乳動物，再鍛煉它直立行走、說話、思考並靈活使用雙手。這樣，我們就知道病痛從何而來了——將魚進行如此裝扮是需要付出代價的。如果這一設計完美無缺，不留任何演化歷史的痕迹，那麼我們就不會遭受痔瘡或疝氣的困擾了。同樣道理，我們實驗大樓的翻修也就不會這麼昂貴了。

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