科學也可以如此靠近

秋褲導致中國人抗寒基因退化?這場「陰謀」到底有沒有成功啊

2月
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2018

2018年2月28日14時 今日科學 河南故事

河南故事

「假如一個國家穿了60年秋褲,就再也沒可能脫下它了。」—1953年,蘇聯遺傳學家李森科對史達林說這句話的時候,數以億計的秋褲沒有經過任何論證,正源源不斷地在中國強制推廣……放眼全世界,只有兩個國家的人民穿著秋褲:中國和朝鮮……給人穿上保暖的襯褲,人雙腿和關節的抗寒性就會在幾代之後喪失,變得完全無法在高緯度地區活動。李森科期望穿秋褲導致中國人失去在蘇聯遠東地區生存的遺傳基礎,並帶來體質弱化等一系列副作用……從而鞏固蘇聯在遠東地區的永久占領。

坦率地說,這個謠言能夠傳開,真的讓我有點驚訝。別的暫且不論,秋褲作為一種保暖衣物和別的衣服有什麼區別嗎?如果穿上秋褲真的有損抗寒能力,那秋衣、毛褲、羽絨服、帽子、手套、棉靴難不成也都是陰謀?還有熱炕、暖氣和空調呢?

但既然它的的確確傳開了,那麼我們也就奉陪到底,好好分析一下它的內容。雖說它本身很荒謬,但裡面倒是有很多值得挖掘的地方。

外國人也穿秋褲

日常謠言中最常見的「論據」就是「外國人都怎樣,中國人卻怎樣」。當然這從邏輯上就是殘缺的,中外差別本身不能說明任何問題—但更有趣的是,現實中外國人通常都不是流言所說的「那樣」。

美國人其實吃轉基因食品,而且消費量居全球前列;日本人其實吃魚生也得寄生蟲,而且海魚寄生蟲發病率遙遙領先;德國人其實沒有憲法禁止學前教育,它取消的只是歷史上的一種富人專屬學校,如此種種,不勝枚舉。

在秋褲這個例子裡,也不例外。如果我們把秋褲定義為「長腿的、穿在外褲裡面的衣物」,那麼可以肯定的是,秋褲絕對不是上世紀50年代才發明的,也不是只有中國和朝鮮人在穿。事實上,穿兩層褲子這種行為在西方大概可以追溯到公元8世紀,那時的歐洲人因為騎馬的方便已經普遍拋棄了羅馬式的袍子。服裝史學家稱那時在裡面的褲子為「drawer」,外面的則稱為「breech」。

今天的這種略帶緊身、以保暖為目的的秋衣秋褲在英語裡一般合稱為Long underwear或者Long johns。這種樣式的秋褲可能最早於17世紀在英國出現,到18世紀的時候成為流行的睡衣,後來也成了保暖用內衣。只需搜索一下「Long underwear」這個詞就可以看到大量穿秋褲的老外。

不過,當下在歐美寒冷地區的人們穿秋褲的比例的確要低一些,但主要原因是良好的室內保暖條件以及「以車代步」的生活方式的普及。很多歐美秋褲廣告上都會指出他們的產品適合戶外工作時穿著,其實和我們的秋褲定位也相差無幾。

抗寒力由何而來

所謂抗寒,就是面對外界寒冷環境,保持自身體溫不下降的能力。人體本來就有相當不錯的體溫調節能力,這些能力還可能一定程度上得到「鍛鍊」,有些人還會因為遺傳因素比別人更抗寒,這三個因素構成了人的抗寒能力。打個不嚴謹的比方,這就像是路上開車,有些人是習慣性開快車,有些人是技術好能比別人開得快,有些人就是車子引擎好。

先說第一個因素。人類是「溫血動物」,不但自身能產熱,還能通過調節血液流量等方式改變熱量的分布。穿同樣的衣服,10℃如果沒事兒,5℃也沒事兒。只不過每個人都會養成個人習慣,在什麼溫度下穿什麼衣服,身體感覺有多冷的時候該喊「冷」了。這都是心理上的習慣,改變起來也不難,完全不是大事兒。

有趣的是,日常生活中我們會發現,北方人往往比南方人更「不習慣」冷。有一個可能的解釋是這樣:人在感覺到冷的時候,會減少血液向四肢的流量,因為四肢的相對表面積比較大,散熱更快。有些人冬天手腳冰涼,就是因為這個原因。但這樣做雖然減少了散熱,卻也影響了四肢末端的正常運作,如果外界溫度降到很低,可能會導致凍傷甚至壞死。對於南方人來說無所謂,環境幾乎不會冷到凍傷的程度;但北方人可是真真切切面臨這個危險。北方小孩小時候出去打雪仗,家長總是要備好厚厚的手套、靴子和帽子,正是要重點照顧手、腳和耳朵這些危險的邊緣區。很可能是出於這一習慣,讓北方人對環境降溫在心理上更敏感、更傾向於添衣服。類似的,澳大利亞原住民在冬天血液流向四肢的量會明顯減少,愛斯基摩人卻不採用這種策略,而是穿厚衣服、大塊吃肉。

第二個因素就不光是心理作用了,而是生理髮生的改變,術語叫「馴化作用」—但不是把野生動物馴化成家養的那個馴化,而是指生物面臨一段時間的環境改變後,調節自己的整體生理狀態使之更適合環境。不過這也不能叫「適應」,因為遺傳物質沒有改變,也不會傳給下一代。

馴化作用在人類里其實沒有特別良好的記錄,都有衣服有房子了,誰閒得沒事讓自己長期挨凍啊。但我們在很多動物身上都觀察到了明確的現象。比如,實驗者讓動物在寒冷環境中暴露幾天到幾個星期。一開始它們靠打冷戰來取暖,但逐漸地它們的棕色脂肪組織就開始增加,這些脂肪的主要作用是直接產生熱量。與此同時,它們體內的兒茶酚胺類激素的分泌大幅增加,特別是去甲腎上激素;不但數量增加,就連敏感度也隨之提升。就算讓它們離開寒冷環境,這些特徵也不會立即消失。這就是馴化作用的力量。

我們日常聽得更多的可能是「貼秋膘」,到了冬天就積累更多的脂肪,但人類是不是這樣依然有爭議—的確一般人冬天都會變重一點兒,但這恐怕是因為冬天人們變得更宅、吃得更多,而不是因為我們的身體感覺到冷所以主動添加保暖脂肪。

而第三個因素,就是遺傳作用了。不得不承認,的確有些人天生就比別人更耐冷——也許是他們產熱能力更強,隔熱能力更好。

但幸運的是,前兩個因素可能因為秋褲而改變,卻不能遺傳給後代;第三個因素能遺傳,卻不會因為秋褲而改變。就像你開車時可以改變習慣開得更快,也可以訓練提高車技開得更快,但你能留給孩子的唯一東西—車本身—卻不會因為你開快車而變得更強。

器官能「鍛鍊」嗎?

流言裡說,「給人穿上保暖的襯褲,人雙腿和關節的抗寒性就會在幾代之後喪失」。顯然,這是在說拉馬克的用進廢退遺傳學—認為鍛鍊而來的生理改變可以傳給後代。可惜,這個觀點早已被推翻了。還記得中學課本上的長頸鹿嗎?長頸鹿就算天天伸直了脖子去夠樹葉,也不會因此讓後代的脖子更長。

其實把用進廢退栽到拉馬克頭上有點不公平,因為「越用越發達,越不用越退化」的想法至少可以追溯到亞里士多德,而在19世紀初,這幾乎是「常識」了,甚至連達爾文都沒有否認這一點。拉馬克的學術研究不在於提出了用進廢退,而是把它和獲得性遺傳結合起來用來解釋物種發生變化的原因,這個才是他的獨創。

當然,現在我們知道他的觀點是錯誤的了。

首先,「越用越發達」這個說法只對某些特例成立。人類的肌肉和骨骼的確可以因為合理鍛鍊使用而變得強大,但不正確的使用也可以導致受傷甚至報廢。接觸某些病原體可以起到免疫的效果,但是除非是專門設計的疫苗,不然往往得不償失。相當一部分其他器官則完全沒有這回事,比如多數毒藥長期接觸不會產生耐受性,只能導致慢性中毒(砒霜恐怕是少有的幾個例外之一)。事實上幾乎所有器官的使用都伴隨著損耗,只不過對於肌肉和免疫系統這些領域,人體生理採取了近似於「預備隊」的機制,哪裡出現需求就往哪裡投入資源。但這些是特例,不能隨便外推的。

其次,就算是那些可以「鍛鍊」的器官,也沒有什麼簡單機制能讓它傳給後代。拉馬克時代人們對遺傳的具體機制一無所知,只能想當然地覺得一個人的一切身體屬性都會傳給後代;但是後續的科學進展證明並非如此。孟德爾發現決定性狀的因子是離散的,不是一團糨糊的連續體;隨後魏斯曼提出了種質學說,指出生殖細胞和體細胞是分離的,後者就算髮生改變也不會自動影響到前者;最後則是由克里克提出了分子生物學的中心法則,指出信息在絕大多數情況下只能由DNA向外傳遞,而不能反過來。

這些年我們對遺傳學又有了新的理解—表觀遺傳學領域。雖然DNA本身序列不能以獲得性的方式改變,但針對DNA的修飾卻可以。而這些修飾看起來甚至能部分地打破生殖細胞和體細胞的分割,並部分地影響後代—不幸的是,這些修飾作用相當有限,而且還在逐漸衰退,維持幾代之後就沒有了,不能固定到DNA裡面成為真正的遺傳基礎。表觀遺傳學是熱門的新領域,它在發育上非常重要,但幾乎所有人都對它在演化上的意義很不樂觀—如果它能在演化上發揮重要作用,我們早就該發現了。

總而言之,在秋褲這個案例上,是不能指望獲得性遺傳的。

順便說一下,流言裡提到的李森科,他倒真是主張用進廢退,而且借政治勢力成功上位了,但結果就是幾乎毀滅了蘇聯遺傳學界,也對蘇聯農業造成了無可挽回的損失。但這是另一個故事了。

抗凍與人類文明

但是,保暖衣物還真的是有一條可能途徑來影響人的抗寒能力的,這就是通過自然選擇。不過,走這條途徑可是很麻煩的。

基本原理也簡單:當天氣足夠冷、穿的衣服足夠少的時候,總是會凍死人的。如果存在某個「抗凍基因」讓人不容易凍死,那麼每凍死一個人,「抗凍基因」所占的比例就在人群中多了一點兒,天長地久,也許經過成百上千年的積累,整體人群就都變得更抗凍了—好吧,這就是自然選擇的基本原理。

可惜,要達成這個「美好」的前景並不那麼容易。現實中天冷會凍死多少人呢?大部分人一覺得冷就穿上衣服、遷徙到溫暖的南方或者整天躲在屋裡不出來,於是毫無效果。更何況,這個過程所花的時間實在太過漫長,假如一個沒有「抗凍基因」的人有1%的機率在生孩子之前就被凍死,那麼這個基因擴散到全部人群大概需要1000代,這對人類而言就是兩萬年。到那個時候人類文明還存不存在,都是未知數呢。

更要命的是,在這則流言中,李森科試圖採用的辦法是消極的:通過推廣秋褲來阻斷這個自然選擇過程。假定這個「抗凍基因」沒有任何壞處,而秋褲又讓它不能發揮好處,那只能等待它隨機漂變,以及被突變破壞了。這兩種方式都十分不靠譜:隨機漂變顧名思義是完全隨機的,越漂越多也完全有可能,而且總的來說人群越大漂得越慢;突變更是不能指望,人類鹼基突變率大概是每代三千萬分之一,那麼每一代平均每個人在某個特定基因上發生突變的機率大概是萬分之一左右,而且這個突變還不一定有效果。剛才1%的選擇都要花兩萬年,現在這萬分之一的突變真得等到滄海桑田了。為這麼遙遠的事情計算,這也未免太高瞻遠矚了一點兒吧……

我們不必討論這些莫須有的可能性,因為同樣的過程正真真切切地在我們生活中起作用。在文明之前的人類,死掉是一件輕而易舉的事情,跑得稍慢一點兒就是死,力氣偏小一點兒也是死,免疫力略差一點兒還是死;但現在我們有了分工,有了農業,有了衛生,有了醫學,有了社會保障,有了綠色革命,有了遺傳工程,這些要求都放寬了,自然選擇的淘汰力量也大大減弱了。以前會死的那些人,現在很多都能活下來了。

這是人類在退化嗎?我不這樣認為。自然選擇固然可以提升某些指標,但每一次選擇都要以一些人死掉為代價。我們可以放棄現代文明,這樣會有很多身體脆弱、免疫力低下、有先天缺陷的人死掉,但誰知道其中有多少聰明的人、敏銳的人、高尚的人、偉大的人呢?誰又能預言未來跑得快的人一定更適應世界,畫畫好的人就一定不適應呢?

自然選擇最大的缺點就在於不能預料未來的環境,一旦環境劇變就抓瞎;而人類文明雖然減弱了自然選擇的效果,卻大大提升了多樣性。某種意義上,掌握著文明多樣化的人類才是適應力最強的物種,而用石器時代的「好」標準來要求現代人類,未免太過狹隘、太過短視了。

也許說到底,一邊在改變我們的環境,一邊又在幫我們應對這個變化中的環境的,其實是人類的文化,而和我們的生物演化、我們的軀體特質沒有多少關係。也許決定文明興衰、人類存續的核心因素,不是誰更耐寒冷,而是誰創造的文化更加輝煌。

從這個意義上說,穿不穿秋褲是無足輕重的小事;違背事實常理的謠言廣泛流傳,恐怕是更加嚴重的問題吧。

來源 | 澎湃新聞


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