先问你一个事儿。
你有没有过这种经历:半夜睡得好好的,大脚趾突然疼醒,那种疼不是撞到桌角那种疼,是里面像有人拿电钻钻,连被子盖上去都受不了。
去医院一查,医生看一眼化验单,三个字:痛风了。
然后你低头看看你家猫。
这玩意儿顿顿吃罐头,吃完就瘫在沙发上一动不动,胖得跟个煤气罐似的,它怎么不得痛风?
这事儿我第一次知道的时候也挺离谱的。
你去查数据就会发现,人类正常的血尿酸浓度,男的大概在3.5到7.2毫克每分升,女的稍低一点。
痛风发作的病人呢,能飙到别人的三五倍。
那猫呢?
猫的血尿酸浓度,大概是0.1毫克每分升这个量级。
什么概念?
就是你的十分之一到几十分之一。狗也差不多,低得可怜。
为什么差这么多?
不是因为猫基因好,也不是因为它吃得比你干净。
恰恰相反,猫是纯肉食动物,天天吃肉,按说嘌呤摄入比你一个顿顿喝啤酒吃烧烤的人类只多不少。
问题出在一个酶上。
这个酶叫尿酸酶。
你身体里那些嘌呤,就是你吃海鲜、吃动物内脏、喝啤酒喝进来的那些东西,代谢到最后一步会变成尿酸。
嘌呤(Purine)到尿酸(uric acid)的生化过程
尿酸这玩意儿化学性质特别稳,双环杂环结构,四个氮原子焊在里面,常温下拿强酸强碱都不一定拆得动。
所以动物肝脏里进化出了一个叫尿酸酶的东西,专门干这最后一步:把尿酸拆成尿囊素。
尿囊素易溶于水,跟着尿就排出去了,干干净净。
尿囊素代谢为尿素/氨的过程
猫狗身上这个酶是好使的。
人类身上呢?这个酶坏了。
不是今天坏的,是大概2000万年前坏的。
我们祖先的尿酸酶基因上发生了好几个点突变,还插进去了一段、弄丢了一段,整个基因直接变成了一个伪基因,就是它还挂在那儿,但已经不生产蛋白质了,相当于一个停了机的发动机。
所以人类从2000万年前开始,血尿酸就比别的哺乳动物高一截。
别的哺乳动物1到2毫克每分升,我们3到4毫克每分升,直接翻倍。
那有人就要问了,这么要命的一个bug,怎么没被自然选择淘汰掉?
这就要说到当年的环境了。
2000万年前,我们这一支祖先是什么样的?是住在树上的古猿,生活在果实丰富的森林里,低盐、低糖、天天吃果子。
这时候高尿酸反而成了优势。
为什么?
因为高尿酸能帮身体把果糖转化成脂肪,能升血压。
你想啊,在树上晃荡的古猿,偶尔下地找吃的,血压高点才能把血泵到脑子里,不至于站起来就晕。而且尿酸本身还是个抗氧化剂,能延缓细胞老化。
再加上可能就是运气不好,一小群古猿里刚好带着这个突变基因,它们刚好活下来了,后代就这么多,这在遗传学上叫奠基者效应。
图:人类祖先与食肉目(共属北方真兽高目)分野后,尿酸酶逐渐减弱,直到最终消失(灰色部分,类人猿几次关键突变)
所以你看,野生的黑猩猩、大猩猩,它们血尿酸也高,但它们几乎不得痛风。
遗传漂变与奠基者效应
为什么?因为它们嘌呤摄入少啊,天天吃果子,偶尔开个荤,血里那点尿酸根本凑不够结晶的量。
直到我们这一支开始打猎了。
人类学会吃肉、学会烤串、学会炖大骨汤之后,嘌呤摄入直接翻了好几个数量级。血里尿酸本来就比别人高一大截,这下更是雪上加霜。
所以至少从智人开始,痛风这个病就存在了。考古学家在古人类骨骼上都能找到痛风留下的痕迹。
说白了,痛风不是现代病,它是我们祖先从树上爬下来那一刻就签好的合同,只不过那时候没人告诉我们条款。
你以为讲完痛风就完了?没有。
我告诉你一个更离谱的事儿:人类为什么是胎生,不是卵生?为什么恐龙下蛋,我们直接生崽?
这俩事儿看着八竿子打不着,其实是同一笔账。
要讲清楚这笔账,得先把时间往回倒,倒到3.6亿年前。
3.6亿年前,我们的祖先是什么?是鱼。
那时候所有动物都在水里待着。水里的生物怎么处理含氮废物?特别简单。氨基酸脱个氨基,直接变成氨气,从鳃排出去。
氨气这玩意儿毒是毒,但是在水里啊,一股水流过来就冲没了,根本不攒着。
你去看现在的鱼,还是这套。
然后出事了。
肉鳍鱼这一支,不知道为什么,可能是池子里水干了,可能是追猎物追上头了,开始往陆地上爬。
一上岸,麻烦就来了。
鳃不能用了。氨气是剧毒的,你总不能在身体里攒一肚子氨气吧?那还没走到草丛里就先自己把自己毒死了。
怎么办?演化出一套新的处理流程,叫尿素循环。
从氨气(左上)到尿素(左下),会经历一个复杂的代谢循环过程
肝脏把氨气一步步加工成尿素。
尿素没毒,溶于水,肾脏过滤一下跟着尿排出去就完事了。
听起来挺美是吧?
但这里头有个代价:尿素溶于水,意思就是你得喝水。
所以最早的那批四足动物,就是两栖类那批,根本离开水活不长。
不光是皮肤要保湿,更主要的是它那套代谢系统,得靠大量的水才能把尿素冲出去。
你让青蛙在沙漠里待两天,它自己就把自己腌了。
时间再往后推,到大概3.2亿年前。
动物们终于演化出了羊膜卵,就是那种带硬壳、里面装着水和营养的蛋,终于可以在岸上繁殖了,不用再回水里产卵。
这一下,动物彻底分家了。
分两支。
一支叫合弓纲。这一支后来演化出了哺乳动物,就是我们这一支。
另一支叫蜥形纲。这一支后来演化出了蜥蜴、蛇、乌龟、恐龙、鸟。
分家之后,两支在含氮废物处理上走了完全不同的路。
合弓纲我们这边:继续用老办法,把氨做成尿素排。优点是能量消耗少,缺点是费水。
各种体型的早期合弓纲动物
蜥形纲那边呢?它们更绝。
干脆把这事儿做到底,不光嘌呤代谢走尿酸路线,连氨基酸本来要做成尿素的那一步,也给你转成尿酸排出去。
尿酸什么特点?溶解度极低。低到什么程度?它可以直接以白色粉末、白色膏状固体的形式,跟着大便一起排出去,几乎不费水。
你去看鸟拉屎,那个白色的东西就是尿酸。所以鸟类根本不用怎么喝水,一只麻雀一周喝两口就够了。
分家之后,地球开始折腾。
2.98亿年前,石炭纪结束,雨林崩溃。
二叠纪来了。那时候气候还比较湿润,合弓纲,我们的祖先,是地球上的霸主。各种长得像剑齿虎又像狼的玩意儿在大地上溜达。
然后2.51亿年前,二叠纪末大灭绝。
这是地球史上最惨的一次灭绝,95%的物种没了。合弓纲和蕨类植物一起被揍得鼻青脸肿。
三叠纪开始之后,整个地球都不对了。
植被没了,地表干燥、炎热、低氧,赤道附近一度直接变成"死亡带",什么活物都没有。
这时候我们合弓纲的劣势就暴露了。
我们要排尿素,尿素要水才能冲出去。三叠纪哪来那么多水?
蜥形纲呢?人家排尿酸,几乎不费水。
所以整个三叠纪,你能想到的霸主都是蜥形纲的。恐龙就是在那个时候开始崛起的。
我们的祖先?被挤到角落里,晚上出来捡虫子吃,体型跟个耗子差不多大,生怕被恐龙一脚踩扁。
就这么被压了一亿多年。
侏罗纪气候变湿润了?没用,恐龙王朝已经坐稳了。我们的祖先继续在地下躲着,昼伏夜出,发展出了夜视能力和嗅觉,就等着哪天有机会翻身。
这个机会,要等到6600万年前那颗小行星砸到墨西哥湾为止。
讲了这么半天代谢,终于能回答你最初那个问题了。
为什么人类不卵生?
因为卵生这条路,对排尿素的动物来说,根本走不通。
你想啊,一个蛋,壳是封死的。
胚胎在里面一天天长大,含氮废物一天天排出来。
如果是排尿酸的动物,比如恐龙、比如,尿酸不溶于水,它会以固体形式沉积在蛋里那个专门的"尿囊"里,不毒,也不占地方,安安稳稳待到破壳。
但我们合弓纲是排尿素的啊。
尿素溶于水,它会在蛋里的羊水里面越积越浓。浓度高到一定程度,胚胎就被自己的尿给毒死了。就算毒不死,水也蒸发干了。
所以合弓纲的祖先下蛋,就面临一个死局:
要么在蛋里被尿素毒死,要么赶紧早点破壳,生出来一个发育不全的"早产儿",在残酷的自然环境里听天由命。
怎么办?
演化给出的解决方案是:别下蛋了,把胚胎留在肚子里。
那尿素怎么处理?
巧了,尿素溶于水啊。它能通过胎盘,进入母体的血液循环,母体帮它排出去。
你看,一正一反。
因为我们排尿素,所以卵里的胚胎待不住,必须提前出来;但也因为尿素溶于水,所以可以通过胎盘让母体帮忙代谢,胎生这条路反而走通了。
那恐龙为什么不搞胎生?
不是它们不想,是它们做不到。
尿酸不溶于水啊。它会结晶。你想象一下,胎儿在肚子里排尿酸,尿酸结晶堵在胎盘里,血管全给你堵死,这孩子还能要?
而且胎生意味着要有专门的产道,要把泄殖腔给分开,但鸟类和爬行类排尿酸就靠泄殖腔,你把这玩意儿改了,它尿酸怎么排?
所以你看,从3.6亿年前那条鱼上岸开始,这笔账就一笔一笔写好了。
我们选了尿素,就要付出"费水"的代价,就要在三叠纪被按在地上摩擦一亿年;但也是因为尿素可溶,我们后来才能发展出胎盘,才能胎生,才能把胚胎带在身上到处跑,而不是蹲在窝里等蛋孵化。
恐龙选了尿酸,省水,在三叠纪大沙漠里称王称霸两亿年;但它们也把胎生这条路给焊死了,后代只能继续下蛋。
6600万年前那颗小行星一撞,烟尘遮天蔽日,植物大规模死亡,大型恐龙直接没饭吃。
我们那些耗子大小的祖先呢?挖个洞,吃点种子虫子,熬过去了。
绕了一大圈,再回到你大脚趾头那个事儿。
为什么人类会得痛风,猫不会?
因为猫那条支系,尿酸酶一直好用。
我们这一支呢?2000万年前那个基因突变,把尿酸酶搞没了。这个突变当年帮祖先在果子季攒脂肪、升血压、抗氧化,让他们在树上来回跑的时候不至于脑缺血。
但代价是:从那以后,人类的血尿酸就比别的哺乳动物高三倍。
然后我们开始打猎,开始吃海鲜,开始喝老火靓汤,开始在凌晨三点撸串配啤酒。
血里那点本来就偏高的尿酸,终于凑够了结晶的量。结晶跑到哪里,哪里就发炎。最常见的地方就是大脚趾,因为那儿温度低,尿酸最爱在低温的地方结晶。
所以你半夜被大脚趾疼醒的时候,你其实是在同时体验三个时代的遗产:
一个是2000万年前在树上摘果子的古猿留给你的高尿酸底子。
一个是3.6亿年前那条上岸的鱼留给你的尿素代谢方式。
还有一个是最近这一万年,人类学会农耕、学会养牲口、学会把好吃的全塞进肚子里,留给你的高嘌呤饮食。
这三样东西撞在一起,就叫痛风。
网上总有人说,痛风是富贵病,是吃出来的。
这话对,但不全对。
你让一个原始人天天吃生肉,他血里的尿酸也高,因为他从基因上就比别人高。
只不过他可能三十多岁就被剑齿虎吃了,还没活到痛风发作的年纪。
我们今天的人呢?活七八十岁,胡吃海喝三十年,那点积累了一辈子的尿酸,不在大脚趾头上爆发在什么时候爆发。
你看,这就是演化最搞笑的地方。
它从来不是朝着"最优解"去的,它只是在当时的环境下,把那些"凑合能活"的方案一个一个试出来。
3.6亿年那条鱼上岸的时候,它不知道自己后代会因为选了尿素而被恐龙压一亿年。
2000万年前那个基因突变的古猿也不知道,它这个"高尿酸帮我抗饿"的优势,有一天会变成后代凌晨三点疼得想截肢的原因。
恐龙也不知道,自己选尿酸路线省了一辈子水,最后却因为没法胎生,在小行星撞下来之后连个翻盘的机会都没有。
所以下次你半夜痛风发作,疼得想骂人,你就想想:
你脚趾头上那一颗颗结晶的尿酸,其实是一条3.6亿年前的鱼,一只2000万年前在树上摘果子的猿,和一颗6600万年前的小行星,一起给你留下的。
别骂医生,别骂海鲜,也别骂啤酒。
你要骂,就骂那条当年为啥非要往岸上爬的鱼。
当然,它要是不爬,现在你也不会坐在沙发上喝啤酒了,你还在水里吐泡泡呢。
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