人類為什麼這麼聰明?為什麼能發展出文明?解密500萬年前的事件

2020-12-13 侃侃科學

本文參加百家號#科學了不起#系列徵文賽。

編輯 | 侃侃君

你有沒有想過一個問題?地球上除了我們人類之外還生活著很多動物,人類經過漫長的歲月發展出了文明,那麼動物有沒有可能發展出文明呢?

尤其是那些靈長類動物,比如黑猩猩去過動物園的人都知道,從外觀上黑猩猩跟人真的很相似,從機體上去看的黑猩猩與人類大概有98.5%是相同的。

黑猩猩與人類的差別

在從身體素質上去判斷,美國的《國家科學院學報》曾經有論文指出:黑猩猩的肌肉力量大概是同等體積人類肌肉力量的1.35倍,也就是說他們在身體體格方面根本不比人類差。那為什麼黑猩猩給人一種他們的是超級強壯的感覺呢?

黑猩猩的肌纖維三分之二是快肌纖維其餘是慢肌纖維,而人類的快慢兩種肌纖維的比例是對半開的,也就說他們比人類有更多的快肌纖維,而快肌纖維能產生更大的力量,但是耐力不如慢肌纖維,所以才比人類力氣更大更加的強壯。

那麼既然黑猩猩跟我們這麼相似,距離發展出文明到底還差了哪些東西呢?

其實很多人肯定都有了同樣的想法,最重要的應該就是大腦。黑猩猩雖然以後用石頭砸堅果,用小木棍掉白蟻吃,用大木棍測量河流的深度其實已經挺聰明了,但是要發展出文明還是遠遠不夠的。

人類為什麼比黑猩猩聰明?

成年的黑猩猩智力水平大概只相當於人類三到七歲的兒童的智商,那也就是說最多相當於一幫小學生的水平。試想下有一幫小學生湊在一起計劃發展文明,那這種可能性是極低的,實際上他們湊在一起更有可能做的就是一起玩耍,畢竟他們還小。

那人類為什麼比猴子、猩猩這些動物更聰明呢?人類大腦裡面有非常豐富的大腦皮層溝溝壑壑充滿了褶皺結構非常複雜,所以就導致了在有限的體積裡面長出了非常大的表面積。那麼其中大腦新皮層佔據了人類大腦76%以上,而人類腦容量又是黑猩猩性的三倍,所以自然擁有更多的新皮層。

而新皮層的又跟知覺、運動指令、空間、推理意識、語言等高等功能有關。然而其他有些動物的大腦雖然有些比人類的要大,但是表面是光滑的所以影響了表面積,那麼也影響了其中神經元的數量。

有人肯定會說大象的腦子比人類要大得多,為什麼大象沒有人聰明了?

那麼巴西有個科學家烏澤爾曾經做過一個研究,研究表明:大象雖然神經元的總數超過了人類,但是大部分神經元集中在小腦裡面,所以導致大象在大腦皮層中的神經元數量不如人類多。

但是如果單看腦容量肯定是大象贏,但是很可惜的是腦容量並不是決定智力的唯一標準。目前的觀點是人類在有限的大腦皮層裡面塞進了更多的神經元,所以才使得人類也這麼特別。

那麼為什麼人類的大腦能進化得如此厲害?

這麼精密這麼複雜頭不大但是含金量很高的感覺,這還得從一項研究說起。

人腦為何特別?

德國的馬斯克普朗克分子細胞生物學與遺傳學研究所的發育神經生物學家維蘭赫特納的團隊曾經做過一項研究:

他們檢查了流產的人類胎兒組織和胚胎小鼠想弄清楚哪些基因在皮質的發育過程中是活躍的,那麼跟齧齒動物相比,人類和其他靈長類的動物在大腦這個器官上面的擴展是很大的。那麼建立皮質需要幾種起始的細胞和肝細胞,肝細胞分裂並有時專門轉化為其他類型的中間幹細胞,然後分裂並形成神經元。

研究小組發現人類組織中有56種基因是小鼠沒有的,在分裂人類胎兒肝細胞中最活躍的一個基因就是ARHGAP11B科學家懷疑這個基因就是幫助人類進化的關鍵。這大概500到800萬年前普遍存在的基因ARHGAP11A經過部分複製產生了基基因ARHGAP11B然後人類與黑猩猩的就是分化了。

而這個ARHGAP11B只在三個人種身上存在分別是:

1、人類的遠古親屬尼安德特人

2、丹尼索瓦人

3、人類自己

只是那兩個人種的已經滅絕了,所以現在地球上只有人類自己有這個基因,那麼科學家將ARHGAP11B插入發育中的小鼠發現該基因的是老鼠的大腦,形成了更多的神經元,也就是說使老鼠大腦進化了,這個結果是在2015年的《科學雜誌》上發表過。

最近的科學家應用狨猴做實驗,那狨猴是跟我們人類同屬於靈長類動物,它他們把ARHGAP11B那插入狨猴胚胎共培育了七個狨猴胚胎,胚胎發育了102天之後他們取出了胚胎觀察發現:

雖然沒有像人類大腦那樣充滿了褶皺,但是體積明顯變大了,大腦皮層的出現了凹陷和凸起,這已經具備了人類大腦的特徵,這說明狨猴的大腦進化了,這個結果發表在2020年的《科學雜誌》上。

因此可以明顯判斷出ARHGAP11B這個基因可以使非人類的靈長類動物腦容量擴張,腦皮質產生褶皺,然後就經驗還讓人類比其他的靈長類動物更加聰明,也就是說他是聰明基因。

那麼如果實驗對象換成跟我們人類更加相近的黑猩猩,那麼他們的大腦肯定會發生更加大的改變了,結果是很難想像的。

後來出於倫理的問題和一些不可預計的實驗風險科學家們還是並沒有讓這些基因改造過的狨猴出生,否則可能會經過幾代的培育就會生出高智商的猴子。

那麼總結下導入ARHGAP11B基因之後,靈長類動物的大腦就出現了這些情況:

第一、芯皮城的大小的增加了

第二、大腦發生了摺疊摺疊的方式類似於人腦,也就是說褶皺增加了

第三、產生神經元的相關生殖細胞類型增加

第四、上層神經元數量增加

這些跡象都表明轉基因的猴腦的有了更加高級進化的趨勢,那麼在以上這幾點中新皮層的變化是非常值得關注的,因為它跟人的智慧有著密不可分的關係。這裡說下新皮層是什麼新皮層,佔據了哺乳動物大腦皮層的大部分體積。

在腦半球的頂層大約二到四毫米厚分為六成,有一些高端的功能諸如知覺、運動指令的產生,空間推理意識以及人類的語言有不可分割的關係。

那麼ARHGAP11B的發現說明人類大腦的特別,首先可能得益於這個基因的形成,這個基因通過簡單的複製率先增加了人類的腦容量,把人類從黑猩猩裡面剝離了出來。這種基因有助於基底腦幹細胞的繁殖,從而導致了人腦發育過程中產生了更多的神經元,那負責說話和思維等高級認知能力大腦體積增加了,所以人類才變得這麼的聰明。

人類的特異性

2016年的時候,科學家們又發現大約在50萬到150萬年前還發生了一件事ARHGAP11B中有一個C單鹼基突變成了G,導致了ARHGAP11B的信使RNA核糖核酸丟失55個核苷酸,發生了移碼突變從而產生了具有關鍵功能的47個胺基酸序列。

這個ARHGAP11B突變顯得那麼的剛剛好,一個細微的突變讓人類形成了更大更複雜的大腦,導致了人類的特異性最終影響了人類的進化方向。

科學家認為這是一個美麗的意外,那麼真的是意外嗎?真的都是這麼的剛剛好嗎?

在大概500到800萬年前普遍存在的基因ARHGAP11A經過部分複製產生了基因ARHGAP11B然後人類與黑猩猩就是分化了,就這樣又過了幾百萬年大概在150萬年前,一夥外星人來到了地球他們發現當時地球上的人類還沒有開化。

並不是很聰明於是出於某些目的外星人的計劃改造他們並參照自身的基因對ARHGAP11B進行改造,而這點就是關鍵所在然後人類的大腦就得到了飛速發展腦容量增大,新皮質增多,褶皺增多,神經元的數量大大增多智力水平的越來越高。

大約70萬年前第一代人類文明開始,然後經過了數十萬年好幾代人類文明的更迭和發展,如今的人類擁有了高度發達的科技,發現了自己身上的這個關鍵基因ARHGAP11B並將它注入到了猴子身上,於是猴子大腦進化了也許有一天科學家跟一隻猴子說,那邊有一棵樹千萬別吃那個樹上的果子,否則會出事的。那麼後面的劇情怎麼走就很難說了你們認為會怎麼走呢?

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