人类平均寿命的延长、饮食习惯的改变、跨境旅行的盛行、药物和避孕措施的使用，这些生理现象与行为模式的改变，会在多大程度上左右我们未来的演化？网络约会和剖宫产的推行，艾滋病病毒、埃博拉病毒和其他全球性流行疾病的肆虐传播，各种新兴技术与文化因素都开始加入人类未来的演化历程，这令我们的生命面对更多没有前迹可循的挑战，也使未来前所未有地难以预料。
我们是否还在演化？答案是肯定的。我们将演化成什么样？大家都不敢给出答案。但我们是否真的对人类演化的方向一无所知？现代人类持续的演化又体现在哪些方面？过去的演化历史趋势是否还会延续？是否可以从当下的生物学证据中看出未来演化的某些端倪？为了回答这些问题，作者采访了众多从事相关研究的人类学家、生物学家、遗传学家、医生和心理学家。通过一手采访、实地考察，尝试厘清关于人类未来的演化，我们可以做出哪些预测，又有哪些是我们无法回答的问题。

斯考特·所罗门 Scott Solomon演化生物学家、科普作者，莱斯大学(Rice University）生物学系教授。他开设的生态学、演化生物学等课程以及主持的各种学术交流活动，广受各国学者和学生们的欢迎与好评。如今，他和妻子、三个孩子，以及一只独眼狗一起生活在得克萨斯州休斯敦市。

前言
1 基因组学与微生物
2 大数据
3 转变中的世界
4 性
5 小伙伴
6 超越地平线
后记
注释
致谢

我们人类真是一个奇怪
的物种。作为一名以研究昆
虫为生的人来说，我对奇怪
的生物还是颇有见解的，但
还是得出了这个结论。在这
个世界上，昆虫的数量远远
超过人类，但人类却是地球
上仅有的、可以如此彻底地
主宰这颗星球的生物。我们
找到办法改变环境使其顺应
我们的需求，建造气候可控
的空间，使我们几乎可以在
任何地方生存；我们种植自
己的食物，使用药物来对抗
疾病；我们将自己置于机器
之中便可以不费吹灰之力地
到处移动；我们甚至还在这
颗星球上留下了从太空可以
看到的标记，而之所以知道
这个事实，是因为我们亲眼
所见。
然而，我们这个物种并
非一直如此卓越。追溯到仅
仅六百万年前，那时的祖先
如果今天还活着，也会像至
今依然存在于我们周围的黑
猩猩、大猩猩和猩猩一样，
仅仅被当成另一种类人猿罢
了。事实上，如果对黑猩猩
这一种系追根溯源，可以找
到与我们相同的祖先。但是
不知什么原因，中间的六百
万年给它们这个种系带来的
变化远远没有像我们这样巨
大。
为了切身感受一下究竟
发生了多大的变化，才使我
们沿着家谱树的分支落到了
那个叫作智人（Homo
sapiens）的小枝丫上，我
走访了坐落于美国华盛顿特
区史密森尼国家自然历史博
物馆二层戴维·H. 科吉
（David H. Koch）展厅的
人类起源展区。这个展览主
要展示了我们的演化史中那
些令人瞩目的里程碑：双腿
直立行走、开发工具、脑容
量显著增加、学会使用火，
以及发明语言等。事实上，
这些被我们当作典型人类应
当具备的特点，是相对近期
才发展出的产物。
参观这个展览还会让我
们更加清楚地知道对于自己
的过去究竟有多少了解。在
过去的150年中，考古学家
和古人类学家挖掘出了数量
惊人的骨骼、工具以及我们
的老祖先留下的其他遗迹，
其中许多发现都是最近几十
年才完成的。当我还在伊利
诺伊大学（University of
Illinois）读本科时，便开始
对人类演化的研究深深着迷
，我曾修过与这个主题相关
的每一门课程，甚至考虑从
事生物人类学研究来进一步
追寻人类演化的足迹。而如
今出现在史密森尼博物馆展
览中的众多化石——那些为
人类演化史提供了关键信息
的化石——在20世纪90年代
我上大学时还尚未被描述。
1871年，早已赫赫有名
的查尔斯·达尔文（Charles
Darwin）写下了《人类的
由来及性选择》（The
Descent of Man and
Selection in Relation to Sex
），作为他之前关于进化论
的著名作品的续篇。在这部
书里他扩展了关于物种在自
然选择中如何改变的理论，
试图证明人类也同样在演化
。但是当时可以支持他观点
的化石证据还没有被发现，
已知仅有的人类祖先化石是
1856年在德国发现的尼安
德特人（Homo
neanderthalensis），但很
肯定的是，相比猿来讲这一
化石更接近人。达尔文预测
将有更多原始人类被发现，
甚至断定它们出现在非洲。
之后并没有过去太长时间，
他的预言就变成了现实，尽
管达尔文最初似乎在地理上
的预测存在很大偏差。
1890年，在《人类的由来
我们也同样处于自己开发出
的技术、医疗和交通的进步
所带来的变化之中，我们对
周围世界所产生的影响与日
俱增，这意味着我们生活在
一个未来与过去的相似之处
越来越少的时代。我们的确
已经成为一个奇怪的物种，
但是我们的故事远没有结束
。就像所有物种一样，智人
依然在继续演化，因此可以
得出一个非常肯定的结论：
未来人类将与今天大不相同
。
及性选择》出版后仅二十年
，荷兰解剖学家、古生物学
家欧仁·迪布瓦（Eugène
Dubois）在印度尼西亚爪哇
岛上发现了直立人（Homo
erectus）的化石。
最终，达尔文的设想被
证实是完全正确的，人族（
hominins）作为人类这一种
系最早的成员，的确来自非
洲。非洲大陆上的首个发现
来自赞比亚，而后另一个更
古老的化石在南非被发掘。
此后更多发现接踵而至，史
密森尼国家自然历史博物馆
中展出的那一整墙头骨化石
复制品清晰地展示出迄今为
止的发现。同时，通过这些
展品也可以看出我们这个种
系仅仅在脖子以上的部分就
发生了多么巨大的变化。一
些头骨有很厚的眉骨，并在
其上方有一条骨性突起，而
有的则有向前突出的口鼻，
看起来与黑猩猩的脸更为相
似。还有一些化石兼具与猩
猩和人相似的特征。1974
年，埃塞俄比亚发现了一尊
著名的阿法南方古猿
（Australopithecus
afarensis）骨架化石，艺术
家们对这尊取名为“露西”的
化石进行了全身重建，经过
仔细观察后发现她拥有像我
们一样的脚，但大脑很小，
这说明双脚直立行走先于大
脑容量增大演化出来。
尽管对于人类的实际年
龄依旧众说纷纭，但相对来
讲我们是个历史还不长的物
种。在目前作为首块智人化
石的最有力竞争者中，绝大
多数都发现于埃塞俄比亚，
科学家们对化石附近的火山
岩石进行放射性年代测定，
结果显示我们人类可能出现
在大约160,000年前。在大
约50,000年前，第一位智人
跟随着1,000,000年前我们
的

回顾演化历史，纵览最新趋势，前瞻未来人类
人类演化是否仍在继续？
文化是否令我们在演化的过程中戛然止步？
人类的最终命运是保持原样，走向灭绝，还是演化成一个新种？
探讨科学界莫衷一是的人类演化问题，认识与日常生活息息相关的自然选择
女性生育时间是否会受到自然选择的影响？
为什么杰出运动员在大赛前要到高海拔地区训练？
高热量饮食竟会成为推动演化改变的重要执行者？
感染性疾病为何持续在人类生活中产生举足轻重的影响？

过去的几十年为我们演
化的历史提供了令人难以置
信的信息。我们已经完成了
超过一千个人类基因组的完
整测序，其中有对今人和相
关微生物的研究，也有对来
自古老遗骸的DNA的探索。
将这些信息与历史种群记录
、大型生物医学研究的数据
相结合，揭示出自然选择在
农业和工业的发展中仍在持
续进行，并且将对现代人类
继续施加影响。感染性疾病
等，既包括疟疾之类的老对
手，也有像埃博拉病毒一样
的新威胁，它们很可能继续
作为自然选择的执行者推动
我们演化的未来。然而，我
们同样也看到了其他演化力
——突变、性选择、遗传漂
移和基因流动等——是如何
对我们产生影响的，并且至
今仍在发挥作用。
伴随着现代化而来的种
种变化已经改变了每种演化
力对我们持续演化产生影响
的方式。我们当前所拥有的
巨大的全球种群数量，以及
父亲年龄逐渐增加的趋势，
全都意味着如今出生的孩子
们拥有有史以来最多的突变
。突变是基因变异最根本的
来源，因此我们的基因库坐
拥空前丰富的自然选择原材
料。
自然选择仍在发生，但
是与过去的方式有所不同。
个体的生存机会，以及他/
她留下后代的数量，如今在
很大程度上取决于文化的影
响，包括社会经济学状况和
现代医疗、药物、避孕手段
等的可获得性。在当前世界
，发达地区与欠发达地区之
间依旧存在的巨大差异影响
了人群的预期寿命和感染性
疾病造成的后果。然而，技
术和医学正越来越多地削弱
基因与个体生存、生育成功
之间的联系。尽管抗生素和
剖宫产等医疗手段的确拯救
了大量生命，它们还是在不
经意间给微生物——我们的
长期演化伙伴带来了有害的
影响。至今仍不确定失去这
些微生物伙伴对我们的未来
意味着什么。
人口转变，尤其是出生
率和死亡率随着经济的发展
不断下降，同样对选择的力
度、影响以及方向发挥了巨
大作用。这样的人口转变使
得选择向着影响生育能力的
性状进行，对我们正在进行
的演化尤为重要。我们对性
选择究竟如何对演化的历史
造成影响依然知之甚少，并
且从过去了解到的情况可能
与未来关系有限。我们选择
性伴侣的方式也在改变，过
去演化形成的那些对潜在伴
侣基因质量的偏好，在现代
的婚姻方式中不再必需。与
此同时，避孕手段和辅助生
育技术的广泛运用，比如体
外受精等，意味着人们对自
己的生殖有了更多的控制，
进一步削弱了基因的重要性
。
影响我们当下演化的另
一种方式是人们在世界范围
内的迁移，并且这种方式可
谓史无前例。迁徙在我们这
个物种的历史中始终扮演着
非常重要的角色，种群间—
—甚至亲缘关系很近的物种
，也一直进行着基因和微生
物的交换。但是如今迁移的
速率意味着我们这个物种正
在迅速接近一个点，从此我
们不再由偶尔交换基因的独
立种群所组成，而是变成了
一个全球性的单一种群，拥
有一个快速流动的基因库。
任何从世界的某一部分产生
的有益突变都可以很快扩散
。但是同理，新出现的疾病
也是如此。
我之所以开始写这本书
，是缘于看到许多科学家并
不愿对我们这个物种的未来
做出预言。鉴于现代化对我
们的演化产生影响的方式多
种多样，也就很容易理解为
何从过去推导到未来会出现
问题。然而，我希望就像已
经给大家展示过的那样，我
们可以从影响我们祖先的演
化力及其发生变化的过程中
，了解到关于未来演化的信
息。新的信息在迅速累积，
尤其在大数据领域，比如基
因组学和微生物组学的研究
。
即将来临的颠覆性发展
也将彻底改变我们的演化轨
迹，而从过去得到的知识在
预测未来方面几乎帮不上任
何忙。在本书中，我们对其
中一个发展方向进行了探索
，即移民到其他星球，可能
导致通过物种形成的演化过
程产生新的人类物种。尽管
太阳系中的各个星球与群岛
中的各个岛屿确实很像，但
是当我们考虑到其他星球上
的环境与我们目前已经居住
了40亿年的地球有着根本性
的不同时，这个类比能告诉
我们的就相当有限了。不过
，种种差异也可能驱动自然
选择偏向适应那些当下看来
并不友好的环境。
另外一个可能从根本上
改变我们的演化进程，并且
堪称前所未有的未来发展，
就是人类基因工程技术的广
泛运用。基因治疗——即特
定的基因被定向地改造，从
而获得想要的结果——已经
在多个非人物种中进行了大
量实验，并且目前正在探索
把它用于治疗一些先天性疾
病，比如血友病
（hemophilia）和囊性纤维
化（cystic fibrosis）等的可
能性。但是修改成年人体细
胞（除了产生精子和卵细胞
的生殖细胞以外的身体细胞
）的基因将只对特定个体发
挥作用。2015年，中国科
学家宣布对人类生殖细胞进
行了基因编辑，也就是那些
会形成精子或卵子的细胞。
这创造出了一种新的可能性
，令实验室中产生的变化能
够像天然突变一样代代相传
。
尽管这项技术对遗传性
疾病具有产生可遗传治愈的
潜能，但同样引发了大量的
争论，主要针对这些技术应
该如何使用的伦理问题。
2015年12月

一旦涉及人类演化，通
常每个人都会发问：它将怎
样继续？在《未来人类》一
书中，斯考特·所罗门将以
最新的研究进展回答这个问
题。本书将带领读者一览我
们时代的自然选择，并告诉
我们这些究竟对未来意味着
什么。
——卡尔·齐默（Carl
Zimmer），科普作家，《
病毒星球》作者
本书是一部关于世界范
围内的人类演化过程的最新
报告，包括我们仍在演化的
相关证据。斯考特·所罗门
令科学和科学家都变得生动
有趣，令人惊叹。他向读者
展示了科学界的乐趣，并邀
请大家一起分享。
——梅尔文·康纳
（Melvin Konner），埃默
里大学人类学系教授
内容清晰有趣，是一本
我会向朋友和学生们热情推
荐的好书。来自斯考特·所
罗门的预言非常重要！
——斯蒂芬·斯特恩斯
（Stephen Stearns），耶
鲁大学生态学与演化生物学
教授

1
基因组学与微生物
2000年6月26日是科学界非常重要的一天。美国总统比尔·克林顿（Bill Clinton）在白宫东屋通过卫星连线英国首相托尼·布莱尔（Tony Blair）召开新闻发布会，即席的还有分别代表两种不同方法的科学家对手弗朗西斯·科林斯（Francis Collins）和J. 克雷格·文特尔（J.Craig Venter），他们将共同宣布绘制人类基因组详细图谱的重大研究项目完成。
科林斯由美国政府任命，作为这一由公众资助、解析人类全部遗传物质序列的宏大项目的带头人。人类基因组计划始于1990年，有来自6个国家20所研究机构的科学家共同参与，预计在15年内完成。随后，生物学家兼企业家J. 克雷格·文特尔于1998年宣布，计划成立一家名为赛莱拉基因组（Celera Genomics）的私人公司，运用一种全新——因而尚未被验证的测序技术在三年内完成同样的工作。
此后的竞争堪称现代科学史上最残酷的比拼。最终，两个研究团队达成一致，决定同时宣布他们的成果，并同步在科研杂志上正式发表研究论文。白宫的新闻发布会指出了这一成就的巨大前景。克林顿总统在发言中将人类基因组的第一幅图谱与开拓者刘易斯（Lewis）和克拉克（Clark）绘制出的第一张北美地图相提并论，并将人类基因组草图誉为“人类至今绘制出的最重要、最令人称奇的地图”。新闻报道更是称赞这一成果比肩人类登月或是原子核裂变。
大多数公众对人类基因组计划的关注，主要集中于它可能给人类健康带来的革命性改变。但是解码人类基因组还有其他更多潜在的应用前景。基因组是所有遗传物质的总和，包含了个体全部的DNA序列：如同一本生物化学指导手册，讲述着如何建造生命体并维持其生存，无论是一棵橡树、一只蝴蝶，抑或是一个人。令人称奇的是，几乎在每一个细胞中都有一套完整的基因组。DNA由两条相互平行的核苷酸长链组成，它们卷曲压缩形成染色体，从细胞核中发号施令指导细胞功能。每个人的染色体都来自其父母双方（一半来自母亲，另一半来自父亲），但并不完全相同。随着每个精子和卵细胞的形成，其中的染色体会发生互换，改变原有各部分的排列顺序，创造出新的嵌合体。这个重排过程产生了新的组合，使得每个孩子都不会太像双亲中的任何一方——尽管你的爱人可能会说你越来越像你的妈妈或爸爸。
由于现存物种的基因组都来自遗传，因此，基因组中也记录了该物种的历史。试想基因组就像一种古老的文本，每个继承者都对它略做修改，使其更适应当下的时间和环境。我们绝大多数的基因都可以追溯到大约6亿年前的前寒武纪，当时所有的生命都以单细胞形式生存在海洋中。不论是在我们的细胞中，还是在其他物种的细胞中，许多基因至今仍基本保持不变，对于保证生命最基本的运行发挥着必不可少的功能：比如负责指导形成细胞结构基础的细胞骨架基因，还有控制细胞分裂的基因等。
一般而言，任何与基因功能相关的DNA序列的改变都会对生物体造成这样或那样的影响。并且在大多数情况下，都是不好的改变。因为你很难在一本如此精细复杂的生命指导手册上做出一丁点改变而不搞砸，发生改变的很可能是对生物体而言非常重要的基因。这就是为什么研究人员们倾向于认为，功能基因上发生的绝大多数突变都是有害的。研究显示，75%的单个碱基改变都会在一定程度上降低存活率或繁殖数量。
尽管我们的大多数基因出现得早于复杂生命的起源，但也有一些基因是我们一路走来不断拾起或慢慢改变后得到的，比如让我们可以呼吸氧气或是感知光线的基因。我们获得的最终版本的基因控制了我们机体的形成：身体的一端是头，另一端是肛门——真是谢天谢地。很久以后，我们得到了可以让毛发覆盖身体的基因，接着它们又发生改变让大部分的毛发消失不见。再近一些，我们还拥有了包括控制复杂思维模式和推理的基因变异，以及允许我们可以通过讲话或是如同你正在阅读的符号来与他人进行交流的基因版本。
事实上，我们的身体和基因是祖先曾经生活过的鲜活证明，因此解读人类基因组一定可以为了解演化的过去提供全新的见解。我们可以准确地找到自然选择是如何发挥作用的，并且知道哪个基因受到了影响；我们可以找到一些线索，破解到底是什么遗传变化使得我们不同于其他的灵长类近亲，以及到底是何时获得了它们；我们可以更加彻底地拼凑出我们的历史，远远超过曾经仅凭化石和人工制品可以达到的程度。 人类基因组测序技术在20世纪末取得了飞速进展。20世纪90年代中叶，我在伊利诺伊大学读本科期间曾在一个实验室工作，在结束了短暂的实验仪器清洗工作后，我就开始接受DNA测序的训练。我们使用的方法是1977年首次由英国生物化学家弗雷德·桑格（Fred Sanger）发明的桑格双脱氧链终止法（the dideoxy chain termination method），这一方法让他第二次获得了诺贝尔奖。桑格的方法涉及将一段DNA分子复制并粘贴到细菌当中，在培养皿中非常简单方便地扩增大量细菌的同时，获得大量拷贝的DNA。然后，我们便可以对