以火箭般的速度在短時(shí)間內(nèi)完成了進(jìn)化———
很多動(dòng)物福利主義者在替動(dòng)物們維權(quán)時(shí)總不忘說(shuō)一句:人也是動(dòng)物的一種,,不比其他動(dòng)物高貴,。但科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn),,人腦與其他動(dòng)物腦的進(jìn)化過(guò)程有重大區(qū)別,其他動(dòng)物的進(jìn)化如同行走在崎嶇小道上,,而到了人這個(gè)階段,,大腦的進(jìn)化就像突然駛上了高速路,“以火箭般的速度,,在短時(shí)間內(nèi)完成了進(jìn)化”,。
人類與短尾猿,、家鼠和老鼠在8000萬(wàn)年前同屬一個(gè)祖先,,人腦的進(jìn)化是一個(gè)特殊事件
人類與其他動(dòng)物相比,,至少在腦部進(jìn)化方面具有速度上的優(yōu)勢(shì),,這是美國(guó)芝加哥大學(xué)霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究中心的最新研究結(jié)果,。“到了人類這一階段,,腦部進(jìn)化的速度就不再像蝸牛般爬行了,,取而代之的是火箭般的速度”,,該中心的主要研究人員布魯斯·賴恩博士激動(dòng)地向外界這樣描述他的新發(fā)現(xiàn),,“我們的微觀實(shí)驗(yàn)表明,,大量的基因突變是在很短時(shí)間內(nèi)完成的,,在科學(xué)上簡(jiǎn)直不可思議,!”
控制大腦面積和復(fù)雜性的基因在人類身上比在非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物或其他哺乳動(dòng)物身上進(jìn)化速度要快得多。這些基因在人類世系方面的加速進(jìn)化顯然是受到強(qiáng)大選擇過(guò)程的驅(qū)動(dòng),。在人類祖先時(shí)代,,擁有面積更大、更復(fù)雜的大腦會(huì)比其他哺乳動(dòng)物享有更多的益處,。這些特點(diǎn)使那些擁有“更聰明大腦”的個(gè)體可以留下更多的后代,。因此,產(chǎn)生面積更大,、更復(fù)雜大腦的基因突變可以在人口中迅速蔓延,。其結(jié)果是最終導(dǎo)致控制大腦大小和復(fù)雜性的基因的進(jìn)化速度“極快”。
賴恩說(shuō):“包括進(jìn)化生物學(xué),、人類學(xué)和社會(huì)學(xué)在內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域的專家都在討論人類大腦的進(jìn)化是否是一個(gè)特殊事件,。我認(rèn)為我們的研究結(jié)果表明事實(shí)的確如此,。”賴恩及其同事在最近出版的《細(xì)胞》雜志的一篇論文上公開了他們的數(shù)據(jù),。研究員們把他們的研究集中在與大腦相關(guān)的214個(gè)基因,,也就是控制大腦發(fā)展和功能的基因,。他們分析了這些基因的DNA序列在人類,、短尾猿,、家鼠和老鼠等四個(gè)物種上隨進(jìn)化時(shí)間的變化過(guò)程。人類與短尾猿在2000萬(wàn)至2500萬(wàn)年前同屬一個(gè)祖先,,而家鼠和老鼠在1600萬(wàn)年至2300萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程中逐漸分化,。但在8000萬(wàn)年前,,所有這四個(gè)種類同屬一個(gè)祖先,。
人類進(jìn)化過(guò)程中對(duì)智力更發(fā)達(dá)的大腦選擇要比其他哺乳動(dòng)物進(jìn)化過(guò)程中的大腦選擇激烈得多
人類擁有大而復(fù)雜的大腦,即使是與獼猴和其他非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物相比也是如此,。賴恩表示,,人類大腦比獼猴大腦要大好幾倍———即使考慮到身體大小,,“就大腦結(jié)構(gòu)而言,人類大腦也要復(fù)雜得多,。”
通過(guò)研究,,研究者得出了結(jié)論:與人腦相關(guān)的基因在人類和獼猴身上的進(jìn)化速度要比在家鼠和老鼠身上的進(jìn)化速度快得多,。此外,,進(jìn)化速度在進(jìn)化成人類的世系身上要比進(jìn)化成獼猴的世系身上快得多。這種進(jìn)化的加速度與人類世系選擇力的存在是一致的,。人類世系的選擇力對(duì)面積更大,、更復(fù)雜的大腦“十分關(guān)照”,。
為了進(jìn)一步分析選擇在與腦相關(guān)基因進(jìn)化過(guò)程中的作用,,賴恩及其同事把這些基因分成兩組,。一組包括涉及在胚胎期,、胎兒期和嬰兒期與大腦發(fā)育有關(guān)的基因。另一組則包括涉及大腦中專門負(fù)責(zé)神經(jīng)細(xì)胞生存和發(fā)揮作用的“管理”功能的基因,。如果增強(qiáng)的選擇事實(shí)上能驅(qū)使大腦的面積和組織發(fā)生巨大變化,,那么在人類進(jìn)化過(guò)程中,,發(fā)育基因有望比“管理”基因的變化速度更快。
控制大腦的總面積和控制大腦的行為能力的“外層”基因是人類進(jìn)化過(guò)程中變化最大的
除了揭露與大腦相關(guān)基因(尤其是那些與腦發(fā)育相關(guān)的基因)在人類世系中進(jìn)化速度顯著的總趨勢(shì),,此項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)了也許對(duì)人類大腦進(jìn)化做出重要貢獻(xiàn)的24個(gè)“外層”基因,。由于“外層”基因在人類世系變化的速度特別快,,比在研究過(guò)程中分析的其他基因都要快得多,這些“外層”基因得以確定,。令人感到驚訝的是,,多數(shù)“外層”基因要么涉及控制大腦的總面積,,要么涉及控制大腦的行為能力———大腦的這兩個(gè)方面是人類進(jìn)化過(guò)程中變化最大的。
據(jù)論文作者之一的埃里克·瓦蘭德說(shuō),,兩三個(gè)“外層”基因偶爾可能涉及控制大腦面積或行為能力,,這完全是可能的,。他說(shuō):“但我們發(fā)現(xiàn)了至少一對(duì),更有可能是24個(gè)外層基因中的17個(gè),。”因此,賴恩表示,,控制大腦總面積和行為能力的基因可能處于基因組的位置,,在那里,大自然在創(chuàng)造人類今天所擁有的功能強(qiáng)大大腦的過(guò)程中進(jìn)行了大量調(diào)整工作,。
加利福尼亞大學(xué)的研究人員阿吉特·瓦爾基表示,,毫無(wú)疑問(wèn),賴恩和他的同事已揭示了選擇的證據(jù),。此外,,瓦爾基還指出,通過(guò)觀察特殊基因,,賴恩及其同事證明“‘候補(bǔ)基因’方法存在而且作用明顯,。他們已發(fā)現(xiàn)了許多有趣的事情。”
大腦進(jìn)化速度加快的原因仍是謎,,可能和人類祖先所獨(dú)有的復(fù)雜社會(huì)結(jié)構(gòu)及文化行為有關(guān)
研究中最令人吃驚的發(fā)現(xiàn)之一是,,大量基因在人類大腦進(jìn)化過(guò)程中發(fā)揮了重要作用,盡管這些基因的數(shù)量也只是相對(duì)而言,。賴恩說(shuō):“長(zhǎng)期以來(lái),,人們一直在爭(zhēng)論人類大腦進(jìn)化的基因支持問(wèn)題。幾個(gè)基因是否會(huì)發(fā)生一些突變,?幾個(gè)基因是否會(huì)發(fā)生大量突變,?或者眾多基因是否會(huì)發(fā)生大量突變?答案看來(lái)是眾多基因都會(huì)發(fā)生大量突變,。我們做過(guò)粗略估計(jì),,人類大腦進(jìn)化可能涉及數(shù)百或數(shù)千個(gè)基因發(fā)生數(shù)百次甚至數(shù)千次突變,而且這還是保守估計(jì),。”
賴恩指出,,在世系進(jìn)化成人類的2000萬(wàn)至2500萬(wàn)年的過(guò)程中,如此眾多的基因在這段時(shí)間發(fā)生如此多的突變,,這種狀況簡(jiǎn)直可以稱之為壯觀,。這意味著,為了創(chuàng)造人類現(xiàn)在所擁有的功能強(qiáng)大的大腦,,在人類進(jìn)化過(guò)程中,,選擇是一項(xiàng)特別辛苦的“工作”。瓦爾基指出,,人類最近進(jìn)化過(guò)程發(fā)生的幾次重大事件可能反映了強(qiáng)大的選擇力的活動(dòng),,其中包括大約200萬(wàn)年前人屬的出現(xiàn)、大約50萬(wàn)年前大腦面積開始增加以及大約15萬(wàn)年前解剖學(xué)意義上的現(xiàn)代人類的出現(xiàn),。瓦爾基說(shuō):“顯然,,人類進(jìn)化并不是剎那間發(fā)生的,考慮到大腦是如此復(fù)雜的器官,,這就相當(dāng)有道理,。”
賴恩進(jìn)一步推測(cè),選擇更聰明更復(fù)雜的大腦的進(jìn)化,,也許還在現(xiàn)代人類中進(jìn)行著,。為什么人類世系在選擇更聰明的大腦過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷如此一個(gè)強(qiáng)化的過(guò)程,而其他物種卻未經(jīng)歷呢,?這個(gè)問(wèn)題目前還沒(méi)有答案,。賴恩認(rèn)為,這個(gè)重要問(wèn)題的答案不僅來(lái)自生物科學(xué)方面,,而且還來(lái)自社會(huì)科學(xué)方面,。也許是人類祖先所獨(dú)有的復(fù)雜社會(huì)結(jié)構(gòu)和文化行為才推動(dòng)了大腦的進(jìn)化速度。