未来智人会变成什么样

现代生活的条件可能正在驱动我们基因组成的改变。我们的身体和大脑可能与我们后代的身体和大脑不同

当你询问人们对未来人类样貌的看法时,你通常会得到两种答案中的一种。有些人会搬出老套的科幻愿景,即拥有大脑袋的人类,他们有高高的额头和更高的智力。另一些人则说人类不再进行身体进化——技术已经终结了自然选择的残酷逻辑,进化现在纯粹是文化上的。

大脑袋的愿景没有真正的科学依据。过去几千代人的人类头骨尺寸化石记录表明,我们大脑尺寸快速增长的时代早已结束。因此,几年前,大多数科学家都会认为人类的身体进化基本上已经停止。但是,探测现在和过去基因组的DNA技术,引发了进化研究的一场革命;它们讲述了一个不同的故事。不仅智人自我们物种形成以来一直在进行重大的基因重组,而且人类的进化速度可能实际上已经加快。与其他生物一样,当我们的物种首次出现时,我们的体型经历了最 Dramatic 的变化,但我们继续表现出基因诱导的生理变化,甚至可能包括行为变化。直到我们历史上的相当近的时期,世界各地的人类种族变得越来越不同,而不是越来越相似。即使在今天,现代生活的条件也可能正在驱动某些行为特征基因的改变。

如果巨型大脑不是为我们准备的,那又是什么呢?我们会变得更大还是更小,更强壮还是更虚弱,更聪明还是更笨?新疾病的出现和全球气温的上升将如何塑造我们?有一天会产生新的物种吗?或者,人类未来的进化是否不在我们的基因中,而是在我们的技术中,当我们用硅和钢铁来增强我们的大脑和身体时?我们是否只是地球上下一个主导智能——机器——的建造者?


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[break] 遥远的过去和最近的过去

追踪人类进化过去完全是古生物学家的领域,我们这些人研究来自远古过去的化石骨骼。人类家族,称为人科,可以追溯到至少七百万年前,当时出现了一种叫做乍得沙赫人的小型原始人类。从那时起,我们的家族就有了数量仍然有争议,但相当多样化的新物种——据我们所知多达九个,还有其他肯定仍然隐藏在臭名昭著的贫乏的人科动物化石记录中。由于早期人类骨骼很少在被清扫之前进入沉积岩,因此这种估计每年都在变化,因为新的发现和对过去骨骼的新解释进入印刷品。

每当一小群人科动物以某种方式与较大的人群分离许多代,然后发现自己处于有利于不同适应性组合的新环境条件中时,就会进化出新的物种。与亲属隔绝,这个小种群走上了自己的基因路线,最终其成员无法再与亲代种群成功繁殖。

化石记录告诉我们,我们自己物种的最古老成员生活在 195,000 年前,在今天的埃塞俄比亚。从那里,智人遍布全球。到 10,000 年前,现代人类已经成功地殖民了除南极洲以外的每个大陆,并且对这些许多地区的适应(以及其他进化力量)导致了我们粗略地称之为种族的东西。生活在不同地方的群体显然保留了足够的彼此之间的联系,以避免进化成不同的物种。随着全球相当好的覆盖,人们可能会期望进化的时间几乎结束了。

但事实证明并非如此。在 2007 年发表的一项研究中,犹他大学的 Henry C. Harpending、威斯康星大学麦迪逊分校的 John Hawks 及其同事分析了来自人类基因组国际单倍型图谱的数据[参见 Gary Stix 在第 60 页撰写的“遥远过去的痕迹”]。他们专注于来自四个群体(汉族、日本人、约鲁巴人和北欧人)的 270 人的遗传标记。他们发现,至少 7% 的人类基因在最近 5,000 年前经历了进化。许多变化涉及对特定环境的适应,包括自然环境和人为塑造的环境。例如,在中国和非洲,很少有人在成年后可以消化鲜牛奶,而瑞典和丹麦几乎每个人都可以。这种能力大概是作为对奶牛养殖的适应而产生的。

哈佛大学的 Pardis C. Sabeti 及其同事的另一项研究使用了大量的遗传变异数据集,以寻找整个人类基因组自然选择的迹象。基因组上超过 300 个区域显示出近期变化的证据,这些变化提高了人们生存和繁殖的机会。例子包括对非洲的巨大灾难之一——引起拉沙热病毒的抵抗力;对其他疾病(如疟疾)的部分抵抗力,在一些非洲人群中;亚洲人皮肤色素沉着和毛囊发育的变化;以及北欧人浅肤色和蓝色眼睛的进化。

Harpending 和 Hawks 的团队估计,在过去 10,000 年中,人类的进化速度比最早的人科动物从现代黑猩猩祖先分裂以来的任何其他时间快 100 倍。该团队将快速的步伐归因于人类迁入的各种环境以及农业和城市带来的生活条件变化。不是农业本身或野生栖息地转变为驯服田地带来的景观变化,而是卫生条件差、新饮食和新兴疾病(来自其他人类以及家养动物)的通常致命的组合。尽管一些研究人员对这些估计表示保留意见,但基本观点似乎很明确:人类是一流的进化者。

[break] 非自然选择

在过去的一个世纪里,我们物种的情况再次发生了变化。不同群体的地理隔离已被交通的便利和曾经使种族群体分离的社会障碍的消除所打破。人类基因库从未像现在这样广泛地混合了我们物种迄今为止完全分离的当地种群。事实上,人类的流动性可能正在导致我们物种的同质化。与此同时,我们物种的自然选择正在被我们的技术和药物所阻碍。在地球的大部分地区,婴儿不再大量死亡。曾经致命的遗传损伤的人现在活着并生育孩子。自然捕食者不再影响生存规则。

伦敦大学学院的史蒂夫·琼斯认为,人类的进化基本上已经停止。在 2002 年爱丁堡皇家学会题为“进化结束了吗?”的辩论中,他说:“对于我们物种来说,事情根本不再变得更好或更糟。如果你想知道乌托邦是什么样的,只需环顾四周——就是这样。” 琼斯认为,至少在发达国家,几乎每个人都有机会达到生育年龄,穷人和富人都有平等的机会生育孩子。遗传性疾病抵抗力——比如对艾滋病毒的抵抗力——可能仍然赋予生存优势,但文化,而不是遗传,现在是决定人们生死存亡的决定性因素。简而言之,进化现在可能是模因的——涉及想法——而不是基因的。

另一种观点是,即使在今天,基因进化仍在继续发生,但却是相反的。现代生活的某些特征可能会驱动进化变化,这种变化不会使我们更适合生存——甚至会使我们更不适合生存。无数的大学生已经注意到一种潜在的方式,可能会发生这种“不适应”的进化:他们推迟生育,而许多没有及格的高中同学则开始立即生育孩子。如果智力较低的父母生育更多的孩子,那么智力在当今世界是一种达尔文式的劣势,平均智力可能会向下进化。

这种论点有着悠久而富有争议的历史。众多反驳论点之一是,人类智力是由大量基因编码的许多不同能力组成的。因此,它具有较低的遗传性,即一代人将该特征传递给下一代人的速率。自然选择仅作用于可遗传的特征。研究人员积极争论智力的遗传性有多高,但他们没有发现平均智力实际上正在下降的迹象。

即使智力没有风险,一些科学家推测,其他更具遗传性的特征可能会在人类物种中积累,而这些特征对我们来说绝非好事。例如,像图雷特综合征和注意力缺陷多动障碍 (ADHD) 这样的行为障碍,可能不像智力那样,只由少数基因编码,在这种情况下,它们的遗传性可能非常高。如果这些疾病增加了人们生育孩子的机会,那么它们可能会随着每一代人变得越来越普遍。大卫·康明斯是这两种疾病的专家,他在科学论文和 1996 年的一本书中认为,这些疾病比过去更常见,进化可能是原因之一:患有这些综合征的女性不太可能上大学,因此往往比没有这些综合征的女性生育更多的孩子。但是其他研究人员对康明斯的方法提出了严重的担忧。目前尚不清楚图雷特综合征和 ADHD 的发病率是否真的在增加。对这些领域的研究也更加困难,因为许多此类疾病给携带者带来了可感知的社会污名。

尽管这些特定的例子没有通过科学检验,但基本的推理思路是合理的。我们倾向于将进化视为涉及结构修改的东西,但它可以并且确实会影响从外部看不见的东西——行为。许多人携带使他们易患酒精中毒、药物成瘾和其他问题的基因。大多数人不会屈服,因为基因不是命运;它们的效果取决于我们的环境。但其他人确实屈服了,他们的问题可能会影响他们是否生存以及他们有多少孩子。生育率的这些变化足以让自然选择发挥作用。人类未来的大部分进化可能涉及新的行为模式,这些行为模式会响应不断变化的社会和环境条件而传播。当然,人类与其他物种的不同之处在于,我们不必被动地接受这种达尔文逻辑。

[break] 定向进化

我们已经定向进化了如此多的动植物物种。为什么不指导我们自己的进化呢?当我们能够更快地以对我们自己有利的方式做到这一点时,为什么要等待自然选择来完成这项工作呢?例如,在人类行为领域,遗传学家正在追踪不仅是问题和障碍的遗传成分,而且还在追踪整体性格以及性和竞争力的各个方面的遗传成分,其中许多可能至少是部分可遗传的。随着时间的推移,对基因组成的精细筛查可能会变得司空见惯,人们将根据结果获得药物。

下一步将是实际改变人们的基因。这在理论上可以通过两种方式完成:仅改变相关器官中的基因(基因疗法)或改变个体的整个基因组(称为种系疗法)。研究人员仍在努力实现治疗疾病的有限目标基因疗法。但是,如果他们能够成功进行种系疗法,它不仅会对所讨论的个人有帮助,而且对他或她的孩子也有帮助。人类基因工程的主要障碍将是基因组的复杂性。基因通常执行不止一项功能;相反,功能通常由不止一个基因编码。由于这种称为多效性的特性,篡改一个基因可能会产生意想不到的后果。

那么,为什么要尝试呢?改变基因的压力可能来自父母希望保证他们的孩子是男孩还是女孩;赋予他们的孩子美丽、智力、音乐天赋或温柔的性格;或试图确保他们不会无助地倾向于变得卑鄙、沮丧、多动甚至犯罪。动机是存在的,而且非常强烈。正如父母推动基因增强他们的孩子可能在社会上势不可挡一样,对人类衰老的攻击也是如此。最近的许多研究表明,衰老与其说是身体部位的简单磨损,不如说是一种程序性衰退,其中大部分是基因控制的。如果是这样,那么下一个世纪的基因研究可能会解锁控制衰老许多方面的众多基因。这些基因可以被操纵。

假设改变我们的基因确实变得可行,那么这将如何影响人类未来的进化?可能会产生很大的影响。假设父母改变他们未出生的孩子以增强他们的智力、外貌和寿命。如果孩子们像他们长寿一样聪明——智商为 150,寿命为 150 岁——他们可能比我们其他人有更多的孩子和积累更多的财富。在社交方面,他们可能会被同类人所吸引。通过某种自我强加的地理或社会隔离,他们的基因可能会漂移并最终分化成一个新物种。那么,有一天,我们将有能力将一个新的物种带到这个世界上。我们是否选择走这样一条道路,将由我们的后代来决定。

[break] 博格路线

比我们对基因操纵的使用更不可预测的是我们对机器的操纵——或者它们对我们的操纵。我们物种的最终进化是否是与机器共生,即人机合成?许多作家预测,我们可能会将我们的身体与机器人连接起来,或者将我们的思想上传到计算机中。事实上,我们已经依赖机器。正如我们建造它们来满足人类需求一样,我们也构建了自己的生活和行为来满足它们的需求。随着机器变得越来越复杂和相互连接,我们将被迫尝试适应它们。乔治·戴森在他 1998 年的著作《机器中的达尔文:》中鲜明地阐述了这一观点:“人类为使计算机网络更容易运行所做的一切,同时也是出于不同的原因,使计算机网络更容易运行人类……达尔文进化,在生命中悖论之一中,可能是它自身成功的受害者,无法跟上它所催生的非达尔文过程。”

我们的技术实力威胁着淹没进化的旧方式。考虑一下牛津大学进化哲学家尼克·博斯特罗姆在 2004 年的一篇文章中提出的两种不同的未来观点。他乐观地写道:“大局显示了一种朝着复杂性、知识、意识和协调的目标导向组织水平不断提高的总体趋势,这种趋势,不客气地说,我们可以称之为‘进步’。我们称之为潘格洛斯式的观点认为,这种过去的成功记录为我们提供了充分的理由,让我们认为进化(无论是生物的、模因的还是技术的)将继续朝着理想的方向发展。”

虽然提到“进步”肯定会让已故进化生物学家史蒂芬·杰伊·古尔德在坟墓里旋转,但这一点是可以成立的。正如古尔德所论证的那样,化石,包括我们自己祖先的化石,告诉我们进化变化不是连续的;相反,它以断断续续的方式发生,而且肯定不是“进步的”或定向的。生物体会变小也会变大。但进化确实至少显示了一个向量:朝着越来越复杂的方向发展。也许这就是未来人类进化的命运:通过解剖学、生理学或行为学的某种结合来提高复杂性。如果我们继续适应(并进行一些巧妙的行星工程),就没有基因或进化原因可以阻止我们继续存在以观看太阳死亡。与衰老不同,灭绝似乎没有基因编程到任何物种中。

阴暗的一面太熟悉了。博斯特罗姆(一定是一个非常不安的人)提出了一个愿景,即如何将我们的大脑上传到计算机中可能会预示着我们的厄运。先进的人工智能可以封装人类认知的各个组成部分,并将这些组成部分重新组装成不再是人类的东西——这将使我们过时。博斯特罗姆预测了以下事件过程:“一些人类个体上传并复制自己。与此同时,神经科学和人工智能取得了逐步进展,最终有可能隔离个体认知模块,并将它们连接到来自其他上传思想的模块……符合通用标准的模块将能够更好地与其他模块进行通信和合作,因此在经济上更有效率,从而创造标准化压力……人类类型的精神结构可能没有立足之地。”

似乎技术过时还不够令人不安,博斯特罗姆总结了一个更令人沮丧的可能性:如果机器效率成为衡量进化适应性的新标准,那么我们认为本质上是人类的大部分东西将从我们的血统中被淘汰。他写道:“可以说赋予人类生命大部分意义的奢侈和乐趣——幽默、爱情、游戏、艺术、性、舞蹈、社交对话、哲学、文学、科学发现、食物和饮料、友谊、养育、体育——我们有偏好和能力使我们参与此类活动,而这些倾向在我们物种的进化过去中是适应性的;但是,我们有什么理由确信这些或类似的活动在未来将继续具有适应性呢?也许未来最大化适应性的将仅仅是不间断的高强度苦工,单调乏味和重复性的工作,旨在提高某些经济产出指标的第八位小数。”

简而言之,假设我们没有灭绝,人类的未来可能会走上以下几条路线之一

停滞。 我们在很大程度上保持现在的样子,只是略作调整,主要是随着种族的融合。

物种形成。 一个新的人类物种在这个星球或其他星球上进化。

与机器共生。 机器和人类大脑的融合产生了一种集体智能,这种智能可能保留也可能不保留我们现在认为是人类的品质。

未来智人,何去何从?

更多探索

未来进化。 彼得·沃德。 W. H. Freeman,2001年。

人类进化的未来。 尼克·博斯特罗姆,载于《死亡与反死亡:康德逝世二百周年,图灵逝世五十年》。查尔斯·坦迪编辑。 Ria University Press,2004年。

人类基因组中近期正向选择图谱。 Benjamin F. Voight、Sridhar Kudaravalli、Xiaoquan Wen 和 Jonathan K. Pritchard,载于《PLoS Biology》,第 4 卷,第 3 期,第 0446–0458 页;2006 年 3 月 7 日。

现代人群中正向选择的全基因组检测和表征。 Pardis C. Sabeti 等人,载于《自然》,第 449 卷,第 913–918 页;2007 年 10 月 18 日。

自然选择驱动了现代人类的种群分化。 L. B. Barreiro、G. Laval、H. Quach、E. Patin 和 L. Quintana-Murci,载于《自然遗传学》,第 40 卷,第 3 期,第 340–345 页;2008 年 3 月。

一万年大爆炸:文明如何加速人类进化。 Gregory Cochran 和 Henry Harpending。 Basic Books,2009年。

SA 特刊 第 22 卷 第 1s 期本文最初以“未来智人会变成什么样”为标题发表在SA 特刊 第 22 卷 第 1s 期 (), p. 106
doi:10.1038/scientificamericanhuman1112-106
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