看1小时电视减寿22分钟,人类为什么必须要运动?

 

研究发现,每看一小时电视,人类的预期寿命就会缩短22 分钟。也就是说,沉迷全长63.5 小时的《权力的游戏》可能会使你减少一天的寿命。这或许跟我们的演化过程有关。为了能够获取足够的食物,我们的祖先需要跋涉更远的距离,尽可能提高食物的利用效率。这让古人类必须一直运动才能维持生存,而我们悄然继承了这些机制,如果久坐或长时间缺乏运动,一系列代谢疾病和心血管疾病将会威胁我们的健康。

 

这篇节选自《环球科学》3月新刊的文章将告诉我们:人类是怎样患上“运动依赖症”的。

 

 

20年前,作为一名研究人类和猿猴演化的博士研究生,我曾在乌干达的雨林中测量黑猩猩每天的攀爬量。几个月前,当我在哈佛大学琢磨夏季的研究计划时,我想象着黑猩猩为了生存英勇奋斗的样子,每天辛勤奔波艰难维持生计。但是,当我投入实地考察,却得出了截然相反的结论:黑猩猩是懒惰的。直到最近,我才意识到,猿类的懒惰或许从侧面告诉了我们一些关于人类演化的关键故事。

猿猴之所以吸引我们,是因为我们在它们身上看到了很多关于人类的影子。比如我们的DNA与红猩猩、大猩猩、黑猩猩和倭黑猩猩的相似度超过97%。猿猴非常聪明,会使用工具、会打架、会和解、会躲起来进行性行为。通过化石记录,往回追溯的年代越久远,我们的祖先看起来就越像猿猴。现存的猿猴为我们提供了一个难得的机会,可以让我们探索我们来自哪里,我们哪些性状发生了改变,哪些性状又从远古延续到了现在。

有趣的是,正是人类和猿猴之间的差异(而非相似),为我们的研究带来了曙光。无论是来自世界各地的化石,还是动物园和实验室里的发现,都揭示了我们的身体在过去200万年中发生了巨大的变化。近几十年来,研究人员也意识到,在演化的最后一个时期,我们的解剖学和生态学等发生了标志性的变化,包括大幅增加的脑容量,狩猎和觅食行为,使用越来越复杂的石器以及逐渐变大的体型。最新的研究已经提出,这种变化不仅体现在形态和行为上,也出现在细胞的基本功能中。与我们的远亲猿猴不同,演化使我们依赖上了运动,而我们必须使身体不断活动,才能更好地生存。

懒散的黑猩猩

野生黑猩猩每天只有非常少量有组织的活动。清早起床,首先是早餐(水果)。吃饱之后,找个舒服的地方小睡一觉,或者做一些简单的毛发梳理。差不多一个小时后,再不紧不慢地去找一棵晒着太阳的无花果树大快朵颐。或者,与一些朋友会面,相互梳理毛发,再睡一会儿。下午五点早早吃完晚餐(大量的水果,或许还有少量的叶子),找到一棵舒服的树筑巢,又可以睡觉了。当然,当水果真的很棒的时候,他们会集体疯狂地大呼小叫,偶尔会相互扭打或厮杀。雄性首领每天都需要花点时间来殴打几只受害者,或者展示自己的权力。但总的来说,黑猩猩的生活已经非常惬意了。

不仅仅是黑猩猩,红猩猩、大猩猩和倭黑猩猩也过着像儿童寓言里那种无所事事的生活。黑猩猩和倭黑猩猩每天行走大约3千米,大猩猩和红猩猩的行程更少。

卢旺达山地大猩猩正在休憩放松。尽管活动量很少,但它们仍然能够保持健康。

对人类来说,这么点活动量会导致严重的健康问题。如果每天行走的步数少于10 000,会增加心血管或代谢疾病的患病风险。值得注意的是,在人类中,长时间坐在办公桌前或电视机前,与患病风险增加和寿命减少有关,即使对于会去运动的人也是如此。一项针对澳大利亚成年人的研究报告则称,每看一小时电视,预期寿命就会缩短22分钟。也就是说,沉迷全长63.5小时的《权力的游戏》可能会使你付出减少一天寿命的代价。

这么说来,猿猴们应该麻烦缠身才对。然而,即便黑猩猩和其他猿类习惯性地保持着低水平的体力活动,它们依然很健康。人工饲养的猿类中,糖尿病非常罕见,血压也不会随着年龄增长而升高。尽管胆固醇的含量天然就很高,但黑猩猩的动脉却不会硬化或堵塞。 2016年,我和合作者共同测量了美国各地动物园中猿猴的新陈代谢速率和身体状况。令人惊讶的是,即使是人工饲养,大猩猩和红猩猩的体脂率也仅为14%至23%,黑猩猩的体脂率低于10%,与奥运会运动员水平相当。

在灵长类这个谱系中,我们人类显然有些特殊。不知为什么,人类演化出了一套必须要保持高水平体力活动才能维护身体健康的机制。从什么时候开始,我们脱离了猿类同胞那样低强度的生活方式,演化出了更加艰辛的生活方式?这又是为什么?一系列化石证据或许可以帮助我们拼凑出完整的故事。

劳作让我们分化

大约600或700万年前,我们的祖先(也就是原始人)就与黑猩猩和倭黑猩猩分道扬镳。在早期原始人的化石中,颅骨、牙齿和骨骼的解剖结构特征都不同于任何一种现存的猿类。然而,除了用两条腿走路以外,这些原始人的生活方式又与猿类非常相似。地猿Ardipithecus)是在埃塞俄比亚440万年前的矿床中发现的,是迄今为止最著名的早期原始人。它们的手臂很长,手指修长可以弯曲,脚也可以抓握。这表明它们有一部分生活仍然在树上度过。

大约在400万年前到200万年前,原始人类的记录以南方古猿属Australopithecus)为主。如下肢解剖学结构的变化表明,与早期物种相比,这个时期古人的行走能力得到了改善,能走更长时间。在南方古猿中,可抓握的脚消失了,大脚趾变得其他指头一样,腿变得更长,腿的长度和整个身体的比例和现代人类一样了。

结合骨盆分析和化石足迹研究,研究人员认为,南方古猿的步态已经演化为现代步态。长长的手臂和手指告诉我们,这些原始人类仍然经常在树上觅食,或许还在树上睡觉。对牙齿磨损模式的分析表明,南方古猿物种主要以植物性食物为食,正如早期原始人类以及至今仍然存活的猿类一样。

在早期的原始人中,直立行走和双足跨步的演变显得非常重要。从此以后,它们巡视旷野的方式发生了明显的改变。用更少的能量就能覆盖更大视野的能力,或许让他们扩展了自己的生存范围,能在比现在的猿猴栖息地更差的地方茁壮成长。然而,以植物为基础的膳食结构,以及攀爬适应性的保留,都意味着它们的饮食习惯和日常活动仍然与猿猴非常相似。它们需要大量时间用于休息和消化满肚子的纤维植物,因此每天移动的距离可能很少。

大约200万年前,一些有趣的迹象出现了。那些具有好奇心或相对聪明的原始人开始尝试与以往不同的思路和方法。在对埃塞俄比亚和肯尼亚260万年前的历史遗址进行挖掘时,考古学家他们发现了一些石器,以及一些已经形成化石的动物骨骼。而这些动物的骨头明显带有被穿凿和被屠宰所造成的磨痕。直到180万年前,带有凿刻痕迹的骨器和石器已经相对常见。在那时,被原始人追猎的,也不仅仅是生病和受伤的动物了。还有一件非常重要的事。在180万年前,原始人类已经从非洲扩展到欧亚大陆,从高加索山脉的山麓走向了印度尼西亚的雨林。我们的祖先几乎可以在任何地方蓬勃发展。

正是这种百万年以来与石器和肉食的磨合,以及发展出“狩猎采集”的策略,才使人类这一分支远离其他猿类,不可逆转地改变了一切。这种结构性的转变也标志着智人的出现。

决定命运的饮食

在生态学和演化论中,饮食决定命运。动物吃的食物不仅可以改变他们的牙齿和内脏,还可以影响整体的生理和生活方式。要寻找难以找到或者需要捕获的食物,就得长途跋涉,这个过程往往伴随着认知复杂度的提高。

从猿猴和早期原始人纯粹的采集生活,转变为标志性的狩猎采集式生活,对人类产生了重大的影响。这使群居的灵长类动物能够更紧密地团结在一起。以肉食为生就需要合作和分享——这不仅仅是因为你没能力独自杀死或吃掉一头斑马。肉类很难获取,但获取植物性食物却相对简单,所以共享植物性食物的行为变成了狩猎采集策略能够正常推进的保障。

狩猎和采集也推动了智力的发展。技术的创新和创造意味着可以获得更多的卡路里或者繁殖更多的后代。事实证明,社交智力是非常宝贵的,因为协调和沟通已成为原始人类策略中根深蒂固的一部分。科学家研究了位于肯尼亚的奥洛戈赛利叶遗址后提出,在32万年前,原始人类的认知已经发展到与现代人类一样精明的程度。那时的古人类用黑色和红色的颜料作画,用远距离贸易网络来购买优质的石器工具材料。这与迄今为止发现的最古老的智人化石所代表的年代吻合。

此外,狩猎采集的生活方式需要原始人类更努力地劳作。向食物链上游移动,就意味着更难找到食物。在这片土地上,植物提供的卡路里比动物提供的卡路里多很多。狩猎采集者们必须非常活跃,他们通常每天步行9~14千米(大约12 000~18 000步)。

运动依赖症

没有任何特性是孤立演化的:大脑必须与头骨相适应;牙齿必须在下颌里;肌肉、神经和骨骼必须协调工作。行为方式也不例外。当一种行为策略(例如狩猎采集)成为常态时,生理特征就会发生改变,适应甚至依赖这种行为。

虽然早就知道运动对人类有益,但我们才刚刚开始了解,这些为了适应生理需求演化出来的行为方式,是如何满足狩猎采集的生活需求的。这些行为方式几乎涉及到每个器官,深入到了细胞层面。在这个领域中,最令人激动的一些研究主要集中在大脑上。首先,我们的大脑已经通过演化,适应了较少睡眠的状态。世界各地的人类每晚大约只睡7个小时,远远低于猿类的睡眠时间。赖希伦和同事证明,我们的大脑已经演化出了奖励身体长时间活动的机制:会产生内源性大麻素——让跑步者感到愉悦,对慢跑等有氧运动作出反应。他们甚至认为,运动有助于人类大脑进一步增长,演化已经把我们变得需要依靠运动才能促进大脑正常发育了。在运动的过程中,人体会释放促进神经发育和大脑生长的神经营养分子,众所周知,这些因子能改善记忆,延缓与年龄相关的认知衰退。

我们的新陈代谢引擎也发展出了适应大量运动的机制。人类的最大持续功率输出值至少是黑猩猩的4倍。这种优势在很大程度上源于我们腿部肌肉的变化,不仅比其他猿类的腿部肌肉多了50%,抗疲劳肌纤维的比例也更大。我们还有更多的红细胞,可以为正在工作的肌肉源源不断补充氧气。在更深的层次上,我们对运动的适应也提升了细胞运行和热量燃烧的效率。人类演化出的高效新陈代谢系统,可以为身体不断增加的运动量提供足够的能量,正是这种特性,以及其他更加耗能的特征(比如更大的大脑),使得人类与其他猿类在演化的道路上分道扬镳。

所有的迹象都显示出,我们得用一种全新的方式来看待人类的生理活动。人们往往把运动作为减肥的一种方式,或者把它当作一种有益健康的日常行为。不过,运动不是可有可无的,它是必不可少的减肥反而可能是运动无法带来的健康益处之一。我们的身体已经演化到每天都需要大量体力运动的状态,因此运动不会使我们的身体消耗更多,而是使运行状态更好。除了我们的实验室,还有很多研究都表明,体力活动对每天的能量消耗几乎没有影响。相反,运动可以调控身体消耗能量的方式,同时也可以协调维持生命所必须的任务。

运动更健康

代谢组学的最新研究表明,肌肉运动时可以向体内释放数百个信号分子。对于这些分子的生理作用,我们才有些初步了解。我们知道,耐力运动可以减少慢性炎症,而慢性炎症是引发心血管疾病的重要危险因素。锻炼肌肉可以降低类固醇类激素——睾酮、雌激素和孕酮在静息状态下的水平,这有助于解释为什么经常运动的成年人,生殖系统发生癌变的几率相对较低。经常运动有助于降低我们在清晨时分的皮质醇水平(一种应激激素),增强人体对胰岛素的敏感性,有助于将葡萄糖输送到肌肉中以肌糖原形式储存起来,而不是变成脂肪。经常运动可以提高免疫系统的敏感性,避免感染,尤其是当我们年老以后。要记住,即使是轻微的活动,比如从坐着改为站立,也会使肌肉产生相关的酶,从而清除血液循环中的脂肪。

我们从狩猎采集群体那里能学到的是,运动量比运动强度更重要。他们从早到晚几乎都站立着,每天需要进行2个多小时的体力活动,其中大部分都是步行。我们可以不开车,选择步行或骑自行车、爬楼梯等方式,让我们的屁股远离板凳。

与对抗演化相比,养成良好的生活习惯,使身体时常处于运动状态或许更容易做到。当我们在类人猿上看到自己的影子时,我们会被深深地吸引。但是,当我们的身上透视出它们的影子时,我们或许应该感到担心。除了外表以外,我们身体运行的方式已经发生了翻天覆地的变化。

撰文:赫尔曼·彭泽(Herman Pontzer)

翻译:赵岩

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