生命科學

運動未必減重 演化告訴你

努力運動卻不能有效減重?遠在坦尚比亞的狩獵採集民族也許有助於解答這個長久以來的謎團,關鍵可能就藏在人類代謝引擎的演化。

撰文/龐澤爾(Herman Pontzer)
翻譯/林慧珍

生命科學

運動未必減重 演化告訴你

努力運動卻不能有效減重?遠在坦尚比亞的狩獵採集民族也許有助於解答這個長久以來的謎團,關鍵可能就藏在人類代謝引擎的演化。

撰文/龐澤爾(Herman Pontzer)
翻譯/林慧珍


精打細算的卡路里經濟學


對人類的演化及生態感興趣的研究人員通常會關注能量消耗,因為能量是生物學一切內涵的核心。我們能藉由測量代謝來了解任何物種:生命基本上是一場把能量轉化成後代的遊戲,且具備的每個性狀都經過天擇調教,使消耗的每一卡路里熱量都能讓生命獲得最大的演化效益。理想的情況是,研究的物種剛好生活在最初演化出該物種的同一環境,那些曾經形塑其生物特徵的生態壓力至今依然發揮作用。但這在人類身上很難辦到,因為大多數人早已遠離每天從野外獲取食物的生活。近200萬年來,人類和我們的祖先泰半時間都以狩獵採集方式為生並經歷演化,直到一萬多年前才有農業;工業化都市和現代技術則不過是近幾個世代的事。若想了解在牛隻、汽車與電腦出現之前,人體是如何演化及運作,像哈扎人這種現代世界僅存的狩獵採集民族便成為重要的解謎關鍵。


哈扎人的生活方式非常耗費體力,每天早上,女性分成幾組各別離開營地草屋,有些還背著襁褓的嬰兒,為的是尋覓野生漿果或其他可食的東西。野生塊莖是哈扎人的主食,這些女性可能得花上好幾個小時用棍棒把它們從岩石地裡挖出來。男性則帶著自製的弓箭狩獵,一天要走好幾公里。獵物稀少時,他們就用簡單的斧具砍斷樹木枝幹採集野生蜂蜜,蜂巢往往位於離地12公尺高的樹冠層之上。就連小孩也要幫忙用水桶挑水回家,有時,離營地最近的水池也可能在近兩公里之外甚至更遠。傍晚時分,人們回到營地,圍著煮食的篝火席地而坐,一邊聊天,一邊分享一天的收穫並照顧小孩。同樣的生活日復一日,歷經乾季與雨季,持續數千年至今。


但請拋開任何有關失落伊甸園的浪漫想像,狩獵採集生活既費神又危險,是以卡路里為籌碼的高風險賭局,輸了則意味死亡。像摩瓦沙德這樣的哈扎男性每天消耗數百大卡進行狩獵及追蹤,希望這場賭注能換得獵物做為報酬。常識與耐力同等重要,其他掠食動物或許能以速度與力量來獲取獵物,但人類必須在思考判斷上勝過獵物,了解牠們的生活習性並搜索野地裡的獵物蹤跡。即使如此,哈扎男性捕獲長頸鹿這類大型獵物的機會,大概一個月只有一次。如果哈扎女性不去採取同樣複雜精密的覓食策略,運用她們對當地植物的淵博知識,每日持續帶回足夠食物給家人,哈扎人就會餓死。這種複雜的合作覓食行為正是人類出奇成功的原因,也是人類之所以有別於其他動物的根本。


長期以來,研究公衛和人類演化的科學家認為,以狩獵採集為生的人類祖先比住在都市和城鎮的現代人消耗更多熱量,鑑於哈扎族的體能負荷吃重,這想法似乎理所當然。許多公衛學者甚至認為,每日能量消耗的減少是全球已開發國家肥胖盛行的主因:所有未燃燒的熱量逐漸囤積成脂肪。我們測量哈扎人代謝的動機之一,就是想知道這個能量缺口有多大,以了解西方人每日能量消耗不足的程度。在炎熱及塵土飛揚的田野調查季節結束之後,我回到美國的家,小心翼翼把裝了哈扎人尿液的樣本瓶置於乾冰上打包,再送往美國最好的二重標識水法實驗室之一的貝勒醫學院,想像測量出的總能量消耗肯定很高。


但在同位素比值質譜儀的檢驗過程中,有趣的事情發生了。貝勒醫學院送回的分析顯示,哈扎人看起來就跟其他人類群體沒什麼兩樣:哈扎男性每天消耗大約2600大卡,女性則約是1900大卡,與美國或歐洲的成年人一樣。我們用盡各種的方法來分析這些數據,把體型、脂肪百分比、年齡和性別的影響通通考慮進去,結果完全沒有不同。怎麼可能?我們疏漏了什麼嗎?我們對人類生物學和演化還有什麼誤解嗎?


別被運動手環給騙了


身體活動量大的人燃燒更多熱量的想法,似乎理所當然,因此人們在沒有太多批判質疑或實驗證據下,便將之奉為真理。但從1980~1990年代起,隨著二重標識水法的出現,科學家得到的實際數據經常挑戰公衛和營養學的傳統觀點。關於哈扎人的研究結果看似奇怪,卻算不上晴天霹靂,只能說它像是蓄積已久卻一直被忽視的烏雲,終於落下第一顆冰冷的雨滴打在你的頭頂,然後順著頸子一流而下。


最初針對瓜地馬拉、甘比亞和玻利維亞傳統農民的二重標識水法研究顯示,他們的能量消耗與都市居民大致相似。在2008年發表的一項研究中,美國芝加哥羅耀拉大學公共衛生學系的研究人員魯克(Amy Luke)進一步比較了奈及利亞農村女性與芝加哥非裔美籍女性的能量消耗和體能活動差異,發現兩個群體的活動量雖然差距很大,每天的能量消耗卻沒有差別,與針對哈扎人的研究一致。在這項研究之後,同樣在芝加哥羅耀拉大學的杜加斯(Lara Dugas)與魯克等人又分析了全球各地98項研究中的數據,結果顯示在已開發國家享受現代便利生活的人,能量消耗情形與生活在較落後國家、體能需求較大的人相近。


人類並非唯一具有固定能量消耗率的物種。在哈扎人的研究之後,我繼而發起一項大規模的合作計畫,測量靈長類的每日能量消耗,包括猴子、猿類、狐猴和人類。我們發現,圈養在實驗室和動物園裡的靈長類雖然在體能活動上與野生動物有明顯差異,每日消耗的能量卻一樣。2013年,澳洲研究人員研究綿羊和袋鼠,發現無論圈養或任其自由活動,能量消耗都差不多。2015年,一個中國團隊的研究也指出,動物園的貓熊和野生貓熊的能量消耗相差無幾。


為了更深入探討、比較個體間的差異,我最近與魯克和她的團隊(包括杜加斯)合作,展開一項稱為流行病轉型研究模型(METS)的大型多年期分析研究,檢視體能活動和能量消耗的關係。


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