编者注（9/25/19）：9月25日，杜克大学的进化人类学家珍妮·董被评为2019年麦克阿瑟研究员。董的研究重点是狒狒早期生活逆境的后果，这篇文章曾在我们2019年1月号中专题报道。《麦克阿瑟基金会》将她描述为“阐明了社会行为和环境条件的表观遗传学后果，从而推进了新兴的进化医学学科，并为改善人类健康提供了新的见解。” 为了纪念董的获奖，《大众科学》正在重点介绍她的工作。
肯尼亚南部安博塞利国家公园边缘的平原上，天刚破晓。在黄热病树林中，一群近70只黄狒狒开始了轻松的早晨。一些晚起者仍在较高的树枝上睡觉，但其他狒狒已经一只接一只地落到矮小的草地上。
六岁的雌性狒狒海华沙正在为她的姐姐霍哈梳理毛发，去除污垢和虫子。“这就像有人醒来后，洗个澡，刷牙，梳头一样，”安博塞利狒狒研究项目的高级野外助理金尤亚·瓦鲁特雷轻声说。“在出发之前，它们会以这样的方式进行社交。母亲会为孩子梳理毛发。朋友会为朋友梳理毛发。”
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一些幼崽已经在玩耍了。最小的华威还不到两个月大，有点摇摇晃晃。它仍然有着婴儿特有的黑色皮毛和鲜艳的粉红色面部特征，尽管很快它的皮毛就会变成金色，然后变成灰棕色。它和一个玩伴滚来滚去，像小猫一样互相拍打头部。不过，每隔几分钟，华威就会回到它的母亲海华沙身边，把自己藏在她的胳膊下片刻，然后再次冒险外出。
华威和它的玩伴的命运引起了苏珊·阿尔伯茨的特别关注，她站在一辆沾满泥土的四驱车旁，用双筒望远镜观察着。阿尔伯茨是杜克大学的进化生物学家，也是该项目的联合主任，她已经研究这群狒狒34年了。自安博塞利项目于1971年由灵长类动物学家珍妮和斯图尔特·奥特曼创立以来，其目标一直是挖掘这些动物生活中社会行为的深层进化根源。该团队最新工作的重点是早期生活事件的长期后果。
华威和它的同伴的胜算已经很小了。它们必须驾驭阿尔伯茨所称的“达尔文式生死关”。30%到50%的野生狒狒活不过第一年，主要是因为营养压力、疾病和捕食者。但是，有些个体比其他个体更艰难——例如，如果它们出生在干旱时期或成为孤儿。在2016年发表的同类研究中，首次前瞻性纵向研究中，安博塞利的研究人员发现，早期逆境会大大缩短预期寿命，最多可缩短一半。
然而，最近，安博塞利的研究人员发现了一种潜在的保护来源，可以抵御早期逆境：与其他狒狒建立牢固、稳定的关系。现在，他们正试图弄清楚，个体狒狒在多大程度上可以利用关系来改变其命运轨迹。这不仅对狒狒来说是一个关键问题，对那些人生开局不利的人来说也是如此。
狒狒和人类之间显然存在重大差异。但是，在塑造生命的根本要素方面，两者之间存在惊人的相似之处——从最早的环境到成年期的社会关系和死亡模式。事实上，对人类健康发育起源的研究发现，低出生体重和不良的孕产妇营养会导致日后患上一系列健康问题的风险更高。回顾性研究发现，早期的心理创伤，如虐待和失去父母，也与成年后出现心理和医学问题的可能性增加有关。
由于混杂变量较少且寿命较短（但不太短），狒狒为桥接进化和人类健康研究提供了一个有趣的契机，并有助于更好地理解疾病的起源以及如何预防疾病。正如安博塞利的副主任、圣母大学的行为生态学家伊丽莎白·阿奇所说：“我们看到社会支持与动物的寿命之间存在关联，而它们没有医院，也没有人开车送它们去医院，这意味着肯定还有其他一些基本的生物学因素在起作用。” 换句话说，健康不仅仅与获得医疗保健有关。理解这一事实可能会对公共卫生产生深远的影响。
在安博塞利扎根
当奥特曼一家于1963年首次来到非洲时，很少有灵长类动物学家在野外工作。他们在肯尼亚和坦桑尼亚花费了数月时间寻找，最终选择了安博塞利作为野外考察点。这片占地150平方英里的金合欢树林和开阔的草原提供了良好的能见度，并且有数千只狒狒可供观察，还有大象、斑马和长颈鹿。在1971年建立永久野外考察点后，最初学习数学并最终负责该项目的珍妮·奥特曼认真思考了如何严格记录观察数据。她开发了一种有条不紊的技术，研究人员在设定的时间内按照一定的顺序跟踪个体动物，仔细记录每只动物在做什么以及与谁在一起。她最终发表的关于抽样方法的论文（发表于1974年）使在野外有效测量行为成为可能。它已成为灵长类动物学领域的圣经。
奥特曼还推动做了两件非常不寻常的事情。第一件事是关注雌性动物，当时雄性攻击行为——以及暴力竞争决定动物命运的假设——往往会抢走风头。“曾经有一种态度，有时是明确的，有时是隐含的，即雄性是进化所有行动发生的地方，”她在2017年夏天在普林斯顿大学的办公室与我们会面时说，奥特曼是普林斯顿大学生态学和进化生物学荣誉退休教授。然而，狒狒社会是沿着母系血统组织的。雌性通常一生都待在一个群体中，而雄性则在性成熟时迁徙。“我感觉特别是在哺乳动物中，甚至在包括人类在内的灵长类动物中，雌性不仅控制着自己的生活——在任何人所能达到的程度上——而且还控制着下一代。为什么这对进化无关紧要呢？” 奥特曼也知道她需要长期坚持下去，收集同一动物群体几代人的数据。“很明显，结果是在未来，”她说。“真正的行动发生在生命历程中。”
今天安博塞利的科学家团队代表着他们自己的母系血统——学术上的母系血统。奥特曼仍然是主任。阿尔伯茨在1984年大学毕业一年后来到安博塞利，是奥特曼的第一批研究生之一，之后成为主任。两位副主任，阿奇和珍妮·董，是杜克大学的进化生物学家，都是阿尔伯茨的研究生。他们共同研究从他们跟踪的六个群体的种群统计学到动物的微生物组和遗传学的一切。在三位肯尼亚高级野外助理中，瓦鲁特雷是最年轻的，只有23年的经验。项目经理拉斐尔·穆图图阿和二把手塞拉·赛亚莱尔都于20世纪80年代开始为该项目工作。甚至营地工作人员——司机和厨师——也都是老员工。
这种深厚的机构知识的好处在野外是显而易见的。瓦鲁特雷，像穆图图阿和赛亚莱尔一样，一眼就能认出每只动物——即使在移动或在树上瞥见时也能认出。当我们观察狒狒群开始一天的生活时，他使用一本黄色小活页夹记录关于出生、死亡、可见伤口和生殖状态的野外笔记，雌性通过其后部的可变肿胀和颜色来展示生殖状态。当普查完成后，瓦鲁特雷开始以奥特曼多年前设计的方式收集数据。他一次观察个体狒狒10分钟，记录它们在做什么——吃东西、休息、梳理毛发等等——以及与谁在一起。他和他的同事确保每只动物都被观察相同的总时间。
鸣谢：阿曼达·蒙塔埃兹；来源：“早期生活逆境累积预测野生狒狒的寿命”，珍妮·董等人，《自然通讯》，第7卷，第11181条；2016年4月19日
将今天上午的数据乘以每天两次的观察时段，每周六天，每年52周和48年，结果就是一个数据库，其规模在任何其他野生种群中都几乎是无与伦比的。它包括大约1800只动物，跨越六代半。然而，这些记录也是非常私密的。编码后的电子表格重述了成千上万次个体互动的故事，例如我们刚才目睹的霍哈、海华沙和华威之间的互动。
开端的力量
在积累了四十多年的关于狒狒生活的细节之后，安博塞利的科学家们开始认为他们的研究可能与人类流行病学中一个新兴领域有关：健康的发育起源。自20世纪80年代以来，关于早期环境对成人疾病影响的理论越来越有影响力。但它们仍然未经检验。在人类中，很难将早期逆境的影响与健康习惯和获得医疗保健方面的差异区分开来。
发育起源可能很重要的想法出现在1986年，当时已故英国流行病学家大卫·巴克发表了一系列论文中的第一篇，强调子宫内营养不良与成人疾病（如糖尿病、高血压和心脏病发作）之间的联系。除其他外，巴克发现，英国60多岁成年人中2型糖尿病的较高发病率与低出生体重有关。西北大学人类学家克里斯·库扎瓦解释说，巴克和他的同事提出了胎儿营养不良可能会为我们传统上与超重成人相关的慢性疾病设定长期风险的想法。一些其他不幸的自然实验也暗示了类似的情况。例如，在第二次世界大战结束时，由于铁路罢工切断了食物供应，荷兰被德国占领地区居民在1944-1945年冬季面临饥荒。对幸存者的长期荷兰饥饿冬季研究表明，在那个饥荒季节出生的荷兰成年人中，心血管疾病、代谢和认知功能受到了影响。
鉴于这些发现，1992年，巴克和剑桥大学生物化学家C·尼古拉斯·黑尔斯提出了节俭表型假说，该假说认为，面临恶劣早期条件的生物体必须为了短期生存而损害发育的某些方面（例如，胎儿营养不良可能会改变葡萄糖代谢）。大约十年后，他们注意到，在某些物种中，特别是昆虫中，早期条件实际上可以用来预测成年环境。他们完善了他们的假说，并将其更名为“预测性适应反应”，这表明适应困难的早期条件可以更好地为生物体在以后的生活中应对类似条件做好准备。该理论强调，错配——早期营养不良后接着是充足的食物——将是疾病的根源。这个想法迅速在公共卫生专家中流行起来。“这些模型被广泛接受的程度再怎么夸大也不为过，”阿尔伯茨在最近的一次演讲中说。
适应性反应的变化取决于发育可塑性的概念，发育可塑性是生物体找到多种方式来应对和适应其环境的能力。这一原则的最佳例证是在短寿命动物中，例如一种西伯利亚田鼠。根据子宫内接收到的母体褪黑激素的线索，夏季早期出生的田鼠成熟并迅速繁殖，而那些在白天变短时出生的田鼠则发育较慢，并且直到太阳再次返回才繁殖。
其他研究人员无意中发现了早期心理和社会压力投下的长长阴影。在20世纪80年代，文森特·J·费利蒂是一位在加利福尼亚州经营一家肥胖诊所的医生。他有一位病人的体重似乎与她小时候遭受的性虐待有关。这促使费利蒂寻求童年家庭功能障碍与成人疾病和危险行为之间的联系。
费利蒂与当时在美国疾病控制与预防中心的罗伯特·安达等人合作，于1995年启动了“童年期不良经历（ACE）研究”。该研究确定了七类形成性经历，例如虐待、生活在家庭暴力中以及有家人入狱或有自杀倾向。在回答问卷的9500多名成年人中，有人经历的类别数量与该人从事药物滥用、自杀企图和其他危险行为的可能性之间存在很强的关系。暴露于四个或更多类别导致风险增加四倍至十二倍。该研究还发现，心脏病、癌症和其他生物医学疾病的风险也增加。
在安博塞利的狒狒中，阿尔伯茨、董及其同事看到了检验这些想法的机会。2015年，该团队使用他们在2009年收集的数据评估了预测性适应反应假说——2009年是如此严重的干旱年，以至于安博塞利98%的角马死亡。研究人员关注的是成年雌性狒狒，它们出生在之前的低降雨量年份或高降雨量年份。由于生殖成功是进化生物学中最关键的衡量标准，他们将这些个体在2009年的生育能力相互进行了比较。正如预期的那样，所有动物在严重的干旱期间都不太可能繁殖。但是，直接与预测性适应反应模型相矛盾的是——该模型表明，出生在干旱年份会使雌性为干旱做好准备，从而使其生育能力不太容易受到干旱的影响——出生在低降雨量年份的雌性并没有比高降雨量组表现更好。事实上，它们表现更差。阿尔伯茨和她的同事提出，与预测性适应反应几乎相反的东西正在起作用：发育约束模型。阿尔伯茨说，该模型预测“出生在恶劣的早期环境中会使你在所有环境中都存在缺陷”。
该团队还设计了狒狒版本的ACE研究。由于狒狒是非季节性繁殖者，因此没有两只狒狒具有相同的经历。“每个人都出生在不同的时间，因此早期环境的许多方面都非常特定于你的母亲，”阿尔伯茨说。该研究于2016年发表在《自然通讯》杂志上，分析了196只雌性狒狒的生活史，并考虑了生命最初四年中的六类早期逆境：干旱；群体规模（影响竞争和生育能力）；母体优势等级和社会融合；18个月内出生的同胞；以及母亲的死亡。
结果是明确的。经历过三种或更多种逆境来源的狒狒平均比经历过一种或零种逆境来源的狒狒早死亡10年（该群体的中位寿命为18.5年）。遭受最多逆境的狒狒也是最孤立的成年狒狒。“这是一个惊人的效果，”阿尔伯茨说。“它可以解释寿命变化中的12%，这对于适应性成分来说已经很多了。”
西北大学的库扎瓦负责一项关于菲律宾人类健康发育起源的长期研究，他很高兴看到安博塞利对预测性适应反应模型进行的实证检验，他一直认为该模型是有限的。库扎瓦说，早期生活条件可能预测短寿命动物（如田鼠）的成年条件，对于田鼠来说，出生时的环境因素更有可能在繁殖时保持不变。但该模型不一定适用于寿命可达70岁及以上的人类。“你看到同样的想法被重复，但实际上没有任何证据支持它，”他说。狒狒的寿命可达30年，更具可比性。这就是库扎瓦称安博塞利项目为“用于研究这些长期影响的独特资源”的原因。
来自关系的韧性
对于年轻时面临早期逆境的人来说，最大的问题是：后来的环境在多大程度上可以弥补开局不利的影响？最近的安博塞利研究可能提供一些线索。并非每只不幸的狒狒都走向不幸的结局。事实上，寿命的差异足以表明，有些动物确实可以改变它们的命运。安博塞利的研究人员已经发现，牢固的关系有助于动物对抗早期逆境的破坏性影响。例如，出生在干旱时期，可以通过拥有高等级的母亲来缓解。雌性与雄性的梳理关系，而不是与雌性的梳理关系，受早期逆境的影响较小，这表明可能存在缓冲作用。母亲的早期经历会在狒狒世代中回响。“如果你的母亲去世了，而她没有经历过早期逆境，你的生存会受到损害，但与母亲仍然健在的孩子相比，情况并没有那么糟糕，”阿尔伯茨说。“但是，如果你的母亲去世了，而她经历过早期逆境，那你就算完了。”
这些发现与安博塞利早期关于社会联系功能意义的开创性工作相吻合。到20世纪90年代中期，该项目已经获得了约100只雌性狒狒的完整数据（出生、繁殖、死亡），并收获了珍妮·奥特曼的长期研究方法的成果。奥特曼和阿尔伯茨与进化人类学家琼·丝绸（现任职于亚利桑那州立大学）合作，调查社会关系在动物生殖成功前景中所起的作用。
丝绸曾在安博塞利担任博士后研究员一年。在20世纪90年代末和21世纪初，当一些灵长类动物学家开始说动物有朋友时，她想知道它们是否真的有朋友，以及这是否重要。传统观点认为，等级森严的猴子社会中的关键变量是优势等级。但是，丝绸对新兴的证据很感兴趣，这些证据表明人类社会关系与健康有关。密歇根大学社会学家詹姆斯·豪斯和他的同事于1988年在《科学》杂志上发表了一篇关键论文，该论文的结论是，缺乏联系可能与肥胖和吸烟一样致命。
因此，丝绸、阿尔伯茨和奥特曼转向安博塞利的数据库。阿尔伯茨已经创建了他们称之为社会性指数的东西，该指数衡量基于亲近、梳理毛发和其他社会行为的社会联系的强度——基本上是雌性友好互动的频率。他们将此与存活的婴儿数量进行了衡量。令他们惊讶的是，社会融合比优势等级或他们测量的任何其他变量更能预测生殖成功。丝绸称之为“令人震惊”的结果于2003年发表在《科学》杂志上。
为了确保这一发现并非安博塞利独有，丝绸与宾夕法尼亚大学的进化生物学家罗伯特·塞法斯和已故的桃乐茜·切尼一起，使用来自他们在博茨瓦纳莫雷米禁猎区的狒狒研究数据进行了类似的分析。“两项研究的结果惊人地趋于一致，”塞法斯说。到2014年，安博塞利和莫雷米的进一步研究发现，社会联系不仅与繁殖有关，而且与寿命有关。
总的来说，开局不利的负面影响仍然往往超过狒狒社会联系的积极影响。但是，由于社会关系确实具有延长寿命的保护作用，安博塞利团队现在正在提出，正如阿奇所说，“友谊能拯救你吗？” 如果可以，那么原因很可能在生物学中找到。“分子和生理水平上发生了什么？” 董问道，她专注于基因和行为之间的相互作用。“[社会行为] 如何深入皮肤并影响基因组的功能？”
到目前为止，董最引人入胜的发现发表在2016年的《科学》杂志上，并非来自狒狒，而来自一群圈养的恒河猴。她的杜克实验室通过创建然后重新安排雌性群体来操纵动物的社会地位。当科学家测试来自不同动物的细胞以了解它们如何处理感染时，他们发现根据社会地位，免疫基因调控存在明显的差异。“我们认为，社会融合和社会孤立可能确实对我们的免疫系统功能产生直接影响，”董说。
尽管董无法操纵野生狒狒群体，但她现在正在使用在Dixie杯中收集的粪便样本来寻找类似的模式。在阿奇的领导下，该团队正在对那20000个样本的微生物组进行测序。到目前为止，研究人员发现狒狒微生物组是社会结构化的——同一群体中的动物具有更相似的肠道微生物。此外，在一个群体中，彼此梳理毛发更频繁的动物比不梳理毛发的动物更相似。一旦测序完成，他们将寻找预测动物健康、生存或生殖成功的微生物组方面。
安博塞利狒狒研究项目的工作引发的发育可塑性的新想法正在引发辩论和兴奋。当科学家们在2017年在《进化、医学与公共卫生》杂志上发表一篇综述时，它引发了五篇评论回应，其中包括库扎瓦的一篇，他质疑研究人员对“早期生活”的定义，他们将“早期生活”从受孕扩展到生殖成熟。其他人认为，他们没有充分关注父母作为早期条件中介的作用。还有一些研究人员仍然不相信动物模型对于思考人类疾病是有用的。
然而，几乎每个人都同意，将进化科学应用于公共卫生可以为找出疾病的原因和制定更好的干预措施提供重要的线索。《柳叶刀》杂志2017年的一篇综述指出：“毫不夸张地说……[它]可能会彻底改变这门学科。” 作者解释说，这将加深我们对贫困和匮乏为何对健康和寿命产生如此强大影响的理解，并强调不良健康习惯等因素并不能解释一切。毕竟，阿尔伯茨说，“狒狒没有健康习惯。”
在我们上午在野外考察结束时，阿尔伯茨和我栖息在狒狒上方的岩石山坡上，远处是斑马和角马在吃草。她通过在我的笔记本上绘制图表来总结该项目的工作。它由一排三个方框组成。她在第一个方框中标记“EA”，表示早期逆境，中间的方框标记“ASC”，表示成人社会联系，第三个方框标记“H + S”，表示健康和生存。然后，她在方框之间添加箭头——每个箭头都指向右侧——以显示逆境对联系的影响以及联系对生存的影响。根据新的研究，她插入了第三个箭头，该箭头从早期逆境直接指向健康和生存，跳过了联系，在高处呈弧形。这表示过多的逆境如何淹没强大关系提供的帮助。
箭头至关重要。显然，早期逆境必须先于生存。但是，联系如何融入其中？它能让你变得多健康？健康的人更有可能首先建立联系，这仍然是可能的。
阿尔伯茨将我的笔记本递回给我，说：“我认为所有这些箭头都是真实的。” 她的意思是，每个要素都以她所列出的方式发挥其影响。如果她是正确的，那么在面对早期逆境时，联系有能力改变个体的人生轨迹。即使这被证明不是真的，阿尔伯茨也确信狒狒有更多关于我们自己的信息要告诉我们。“当我们非常关注的人类现象具有进化根源时，”她说，“这对我们如何认为我们将要解决由此产生的问题具有巨大的影响。”