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为了更大的脑容量,尼人付出了什么代价?

 
撰文 | 惠家明
责编 | 陈晓雪
 
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翻开任意一本关于人类起源的书,我们会发现几乎少不了对人类巨大脑颅的赞美。而事实上,尼安德特人(简称“尼人”),我们现代人类的表亲,其脑容量比现代人更大,可以达到1700ml(现代人一般是1400-1600ml)——虽然他们已灭绝数万年。尼人的大脑为什么这么大?为了支持这样硕大的头颅,身体其他部位是否要做出牺牲?这一系列问题引发了学界不少争论与猜想,同时也使我们得以思考现代人的演化途径。不过由于缺少足够的化石证据,这些疑问一直悬而未决。
 
在2017年9月22日出版的《科学》(Science)杂志中,西班牙国家自然博物馆等机构的一个合作研究介绍了他们对上述问题的最新突破。通过对一例尼安德特人幼童化石的分析,研究人员提出了关于尼人大脑与身体发育过程的全新认知。
 
该幼童化石最初发现于西班牙北部阿斯图里亚斯省的一处洞穴遗址中,左侧骨骼保存比较完整,年代距今约4.9万年。此前,学者们已对此个体的化石进行了一番研究,认为这是一名男童,体重在26公斤左右,甚至还发现他习惯使用右手。
 
而当安东尼·奥萨斯(Antonio Rosas)的团队尝试判定其死亡年龄时,一些矛盾的现象却出现了。牙齿釉质生长线显示,幼童化石的年龄约为7.69岁。其颅骨的发育程度却很低,仅仅相当于现代人类5岁之前的水平。同样的,其部分颈椎与胸椎的发育程度也仅有现代人类5岁至6岁的水平,脊椎骨尚未完全骨化,内部仍充斥软骨。
 
对成年人而言,鉴定年龄时出现几岁之差是比较常见的现象。但在鉴定儿童骨骼年龄时,我们完全可以把误差降至一岁乃至数个月之内。而在此案例中,若以现代人类发育情况为标准,牙齿与身体各部分所反映的年龄结果竟会出现两岁多的差距,这又该作何解释?
 
研究者认为,这一矛盾现象实际上反映了尼安德特人与现代人类不同的发育方式。牙齿所确定的年龄是确凿的,因为其釉质生长线所反映的年龄最小可精确至数天。这也就说明,尼安德特儿童在7岁之时,脑容量为1330ml,仅为成年个体的87.5%。相比之下,现代人类的儿童在5岁时就可以发育至成年人的90%,在七岁时则发育至95%。显然,这意味着尼安德特人的大脑发育速度并不快,并且发育周期和最终的脑容量远远超过现代人类。这一证据也推翻了学界以往的一种认知,即尼人脑容量大是因为大脑发育速度较快。
 
对人体而言,大脑是极度“耗能”的器官,而人体能够供应的营养却是有限的。因此,大脑的生长可能会牺牲身体其他部位的发育速度。尼安德特人很可能采用了这样的策略,研究人员推测:他们用大脑更长的发育周期,和躯体更慢的发育速度,换来了更大的脑容量。这也可以解释,为何我们在这一尼安德特儿童身上看到了躯干骨发育迟缓的现象。
 
“标本保存的这么完整,特别是儿童标本,简直是个奇迹!作者工作这么细致,值得我们学习!”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员吴秀杰评论说。她表示,对于儿童生长发育的研究值得学习,希望相应的研究方法未来能够用在中国古人类化石的研究上。
 
参考资料:
Rosas, Antonio, et al. "The growth pattern of Neandertals, reconstructed from a juvenile skeleton from El Sidrón (Spain)." Science 357.6357(2017): 1282-1287.DOI: 10.1126/science.aan6463
 
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