《American Journal of Biological Anthropology》：Outpaced by Industry: Industrial Environments Reduce Endurance, With Implications for Evolutionary Fitness
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摘要
目的
体能功能——即完成需要耐力和/或力量任务的能力——是适应度的关键决定因素，在整个人类（Homo sapiens）进化历程中，直接影响了生存、繁殖与健康。然而，过去200–300年的全球工业化以前所未有的速度改变了人类栖息环境，并且当前可能正在
摘要
目的
体能功能——即完成需要耐力和/或力量任务的能力——是适应度的关键决定因素，在整个人类（Homo sapiens）进化历程中，直接影响了生存、繁殖与健康。然而，过去200–300年的全球工业化以前所未有的速度改变了人类栖息环境，并且当前可能正在损害支撑适应度的关键功能（环境失配假说，Environmental Mismatch Hypothesis）。尽管工业化带来了多方面益处，但也同时引入了新的环境挑战（例如空气污染、微塑料），并减少了与自然有益要素的接触（例如植物杀菌素（phytoncides））。尽管工业化对其他适应度决定因素的负面影响已被证实，但其对体能功能的影响仍几乎未被探索。
材料与方法
研究人员开展了一项随机、平衡次序交叉（counterbalanced crossover）研究，以确定与森林环境相比，短时暴露于工业化环境是否会损害耐力表现；其中森林环境被用作非工业化祖先条件的代理。25名健康成人（19名女性，6名男性）完成了两次测试，每次测试均包括90?min环境暴露，随后进行标准化实验室自行车耐力测试。
结果
与森林暴露相比，工业暴露后耐力表现明显下降（力竭时间：13.5?±?0.9?min 对 14.6?±?1.0?min；p?=?0.007）。工业暴露还会恶化情绪，并使参与者在更低主观用力感下出现意志性力竭；而在耐力测试期间记录的心肺指标（例如V?O）在两种条件间无明显差异。
结论
这些结果提示，急性暴露于工业化环境可能降低身体能力，并可能对进化适应度产生后果。
本文发表于《American Journal of Biological Anthropology》，核心问题是：工业化是否不仅改变了健康风险结构，还会直接削弱与人类进化适应度密切相关的体能功能，尤其是耐力。论文立足于生物人类学与进化医学交叉视角，将体能功能界定为完成需要耐力和/或力量任务的能力，并指出这一能力在整个人类演化史中始终是生存、觅食、迁移、负重、社会竞争和繁殖成功的重要基础。研究人员强调，人类在长期进化过程中形成了适应自然生态条件的生理与行为特征，而近200–300年的工业化则以极快速度重塑了主要栖息地，带来空气污染、噪声、光污染、微塑料等新型压力源，同时减少了与森林等自然环境中潜在有益因子的接触。既往关于“进化失配”的研究多聚焦慢性病、代谢异常、心理压力和免疫失调，较少直接检验工业化环境是否会削弱耐力等与适应度相关的核心表型，因此开展本研究具有明确理论必要性。
论文以“环境失配假说（Environmental Mismatch Hypothesis）”为理论框架，认为现代工业化环境与塑造人类生物学特征的祖先环境之间存在失配，这种失配不仅可能损害健康，也可能直接影响进化适应度指标。相较既往以城乡二分法讨论环境影响的研究，该文更强调工业化连续谱的概念，即现实环境分布于“低度人为改变的自然生态系统”与“高度工业化建成环境”之间。基于这一框架，研究人员提出可检验假设：即使是短时暴露于工业化环境，也可能较森林环境更不利于耐力表现。
为验证这一问题，研究人员采用随机、平衡次序交叉设计，在英国Leicestershire招募36名健康成人，最终纳入25名达到预设主观用力阈值的受试者进行耐力分析。每位参与者完成两次实验：一次进入森林环境，一次进入工业化城镇中心环境。每次实验均包含90?min引导式环境暴露，随后返回实验室完成标准化递增负荷自行车力竭测试。研究结论显示，工业环境暴露后，参与者的力竭时间较森林暴露后更短，提示耐力表现下降；同时，工业环境暴露后情绪更差、判断偏向中的“乐观性”更低，并且在较低主观用力评分（RPE）下即停止运动，而多项心肺指标未见相应差异。综合而言，论文认为短时工业化环境暴露即可急性损害耐力，且这种影响至少部分可能由心理机制介导，从而为环境失配假说提供了新的实验性证据，并提示持续工业化可能限制人体身体能力，进而潜在削弱进化适应度。
就主要技术方法而言，研究采用随机、平衡次序交叉试验设计，以英国Leicestershire健康成人为样本来源；在森林与工业化城镇中心分别进行90?min环境暴露干预；暴露后在实验室实施标准化最大递增负荷自行车耐力测试，以力竭时间评估耐力表现；同步记录肺气体交换与心率等心肺指标，并使用Borg 6–20量表评定主观用力感（RPE）；在暴露前后测量心率、血压、唾液皮质醇及简式心境状态量表（POMS），并通过计算机化判断偏向任务评估“乐观性”；统计上采用线性混合效应模型控制试验顺序和个体内重复测量变异。
以下为研究结果解读。
3.1 Endurance Performance
该部分直接回答研究核心问题。研究人员发现，与森林环境暴露后相比，工业化环境暴露后自行车耐力测试的力竭时间更短，估计边际均值（EMM）分别为13.5?±?0.9?min和14.6?±?1.0?min，差值约为?1.1?min。论文据此认定，短时工业环境暴露与耐力下降相关。由于耐力在进化史上与觅食、迁徙、狩猎和负重等行为紧密相连，这一结果意味着环境工业化可能不仅作用于疾病风险，也可能直接作用于适应度相关身体能力本身。
3.2 Cardiorespiratory and Effort Measures, Captured During the Endurance Test
这一部分进一步考察耐力下降是否伴随可检测的心肺生理差异。结果显示，测试末30?s心率在工业环境条件下略低，证据较弱；除此外，其他心肺指标未显示环境条件差异。与之相对，工业环境暴露后受试者在意志性力竭时的RPE更低，即参与者在更低的主观用力水平下就终止测试。该结果十分关键，因为它提示工业环境导致的表现下降，未必主要体现为传统心肺能力指标的同步恶化，更可能表现为对疲劳、不适或努力感知阈值的改变。换言之，身体“停止”的时间提前了，但并未观察到一致的心肺生理限制信号增强。
3.3 Physiological and Psychological Measures Pre- and Post-Environmental Exposure
这一部分旨在识别潜在机制，分别从生理与心理维度进行评估。
3.3.1 Physiological
在生理指标方面，暴露前后心率、收缩压和舒张压的环境×时间交互效应均缺乏证据。唾液皮质醇在两种条件下均下降，但工业环境暴露后的下降幅度较小，相关证据较弱。整体来看，研究未发现强有力证据表明短时工业环境暴露会在本研究测量窗口内引起明确的外周生理应激反应差异。论文因此没有将生理通路完全排除，而是指出现有测量时点和指标组合可能不足以捕捉暴露后即刻或其他路径上的生理变化。
3.3.2 Mood (POMS)
心境结果是全文最强的证据之一。工业环境与森林环境在暴露前心境水平相近，但暴露后出现明显分化：森林暴露后总体心境障碍（Total Mood Disturbance, TMD）下降，意味着情绪改善；工业环境暴露后TMD上升，意味着情绪恶化。该环境×时间交互效应很强，且效应量较大。此结果表明，两类环境对个体情绪状态产生方向相反的短时影响，工业环境并非只是“没有改善心情”，而是与更差的情绪结局相关。
3.3.3 Optimism (Judgment Bias)
研究进一步通过判断偏向任务评估更隐性的情绪—认知状态。结果显示，工业环境暴露后“乐观性”反应比例低于森林环境暴露后，提示参与者在含糊刺激条件下更少做出与高回报相联系的选择。按照该任务的理论框架，这意味着工业环境暴露与较不积极的情绪—认知偏向相关。与POMS结果共同来看，工业环境不仅影响主观报告的心情，也影响行为层面的判断倾向。
综合全部结果，论文讨论部分强调：工业环境暴露后耐力下降这一现象在实验室标准化条件下依然存在，且发生在环境接触结束约两小时后，说明环境影响并非仅限于现场即时效应，而具有一定持续性。作者从“近因机制”和“终极解释”两个层面展开讨论。终极解释上，环境失配假说认为，人类生物学是在自然生态背景下形成的，因此工业环境中的新型压力源与自然有益因子的缺失，可能使机体功能处于非最优状态。近因机制上，空气污染等因素可能损害运动能力，研究地点公开排放数据也提示工业场所细颗粒物和超细颗粒物水平更高；但由于本研究未观察到稳定一致的心肺指标差异，作者认为心理机制的解释力度更强。具体而言，工业环境暴露后情绪更差、乐观性更低、在较低RPE下即终止运动，这些现象共同指向对不适耐受性下降和/或主观努力感知改变。因此，工业环境可能通过情感通路、知觉通路，或与生理因素协同的方式削弱耐力表现。
论文还讨论了研究的学术与现实意义。就生物人类学而言，工业化与城市迁移可被视为理解人类如何适应新型栖息地的大尺度自然实验。本研究将环境变化与适应度指标直接联系，为理解现代环境变迁的生物学后果提供了实验依据。就公共卫生与城市规划而言，若自然环境可支持体能与情绪功能，而工业环境对这些功能具有急性抑制作用，则自然空间的可及性可能不仅影响心理健康，还关系到身体能力维持与长期健康韧性。作者同时指出，研究样本以年轻成年人为主，性别分布不均衡，族群与文化多样性有限，因此外推性受限；此外，暴露后返回实验室再进行耐力测试，可能低估即时环境效应；力竭测试本身的可重复性问题也需要注意。未来研究宜扩大样本，并在更具生态效度的情境中测量有限目标的耐力任务和力量指标。
研究结论部分可译为：总之，本研究提供了新的实验性证据，表明即使是短暂暴露于工业化环境，相较于森林环境，也会损害耐力表现。这种效应似乎至少部分由心理机制介导。这些结果支持环境失配假说（Environmental Mismatch Hypothesis）的部分观点，并提示持续的环境工业化可能正在限制人类身体能力，并进而可能削弱进化适应度。
