人類與動物在進化的方向上做出不合選擇的原因

2020-12-03 天體生物學

著者:

·黃姤 /·黃媂

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一直以來,我們認為人類的認知能力在所有的動物中是最強的,我們的腦子似乎有一些獨一無二的特徵,使得我們的思考能力和思考構建方式超過了這個世界上所有其他的大腦,在我們評價某人的時候,通常會用到這樣的詞彙,比如「頭腦簡單,四肢發達」、「頭腦發達,四肢簡單」。

人類與動物在進化的方向上做出不合選擇的原因

對於所有的動物而言,在進化的過程中由於攝入的能量有限,動物們需要在身體的重量和腦子的重量之間做出選擇,從適應性的角度來看,所有的動物們都期盼著有一個非常強大的神經系統,尤其是一個非常聰明的大腦,能夠更好地幫助它們判斷天氣,判斷方位,判斷哪裡的食材美味可口,誰家的姑娘亭亭玉立等等。可是這樣的大腦對身體而言也是非常大的負擔,它對能量的要求非常高。

實際上相同尺寸的大腦比身體的其他器官都更需要能量,雖然總體上來看變得聰明是很好的,但與此相適應的大腦會消耗更多的能量,俗話說有了「金剛鑽才能攬瓷器活」,如果動物本身不能攝入更多的熱量,即便它長出了非常強大的大腦,它也沒法給這個大腦提供能量,因此這樣的大腦對它們而言只能說是擺設,還不如把這些能量集中在它們的肌肉上,以便它們可以更好的防禦敵人和爭奪配偶。

在大腦的重量和體重的重量作出選擇的時候,人類與我們的近親黑猩猩選擇了不同的方向,人類相比於所有的黑猩猩而言,可能在肌肉力量上只能是個小不點,可是我們的大腦容量卻是它們的兩倍,在進化的方向上做出不合選擇的原因又是什麼呢?

如果我說那是因為人類學會了烹飪,人類有了廚子,你相信嗎?

大約在500萬年前,南方古猿出現了,作為早期的人類物種,它其實是更像一個「猿類」而不是「人類」的,比如腦袋很小,向前突出的嘴巴,用一句更貼切的話說,它們簡直就是只會直立行走的黑猩猩,我們並不是特別清楚在那個時代的南方古猿每天都在吃什麼,我們只能拿現在的黑猩猩做一個類比,黑猩猩的菜單主要包括水果、樹葉、根莖、花兒、種子、樹皮等,偶爾還有昆蟲、鳥蛋、羚羊、猴子、老鼠、野兔等打打牙祭。南方古猿的飲食幾乎和黑猩猩差不多,除了隔三差五能夠得到一點葷腥以外,南方古猿幾乎就是不折不扣的素食主義者。

由於黑猩猩和南方古猿的食譜主要都是熱量不高的蔬菜瓜果,所以也可以猜測南方古猿和黑猩猩一樣,它們每天要耗費大量的時間連續不斷地覓食,黑猩猩睜著眼睛的時候,差不多一半的時間都在吃東西,為了模擬我們的老祖先南方古猿的生活方式,科學家曾經做過一個實驗。

受試者在一個密閉的環境下,每天吃著不限量的新鮮蔬果,實驗的受試者一開始還是很開心的,因為在我們的印象中,新鮮的蔬菜瓜果,那個都是非常利於健康的綠色食品,可是如果只能吃蔬菜瓜果,大家的感受是儘管它們一直都在吃,可是到了第2天早上很容易就又餓了,最終的結果是所有的受試者都成功的減了肥,所有人都沒有堅持多久就退出了,然後美美的去享受一頓烤肉大餐了。

顯而易見的是現在人類不可能像我們的南方古猿老祖先那樣,僅僅憑藉吃著蔬菜瓜果,就能夠維持我們每天的正常能量所需,我們的身體不像南方古猿那樣擁有龐大的盲腸,能夠更好的消化果實和種子,並且南方古猿的食譜決定了它們攝入的能量,還不足以支撐一個強大的大腦,根據化石推測它們的腦容量一般只有350~500毫升,只有現代人類的1/3,在那個弱肉強食的時代,南方古猿也許只是大草原中不起眼的小個子,沒有任何證據表明它像它們的後代一樣走出了非洲。

在250萬年前,我們的祖先成為了肉食動物,大約190萬年前,古人的身體也開始發生了一些重大的改變,比如直立人,直立人大約出現在180萬年前左右,與祖先相比直立人的牙齒和身體都較小,能夠我們一樣奔跑,腦容量也更大,如果說南方古猿是更接近於人類的人類祖先的話,那麼直立人已經和現代人非常接近了。

我們的祖先開始變得更像人類了,直立人被認為是第1批從非洲大陸走向亞歐大陸的人種,也被認為是尼安德特人、丹尼索瓦人,元謀人和藍田人的祖先,一定是發生了什麼故事和改變,才讓直立人能夠如此地成功,成為了幾乎遍布世界的第1批人種。

成功的要素是因為直立人學會了「烹飪技術」

人類的進化史中通常有各種爭議,通常有各種猜測,「非洲起源說」和「世界各地起源說」,這是因為沒有任何的時間機器可以讓我們回到過去,確切地查明在進化的過程中到底都發生了什麼,只能通過間接的方法來檢驗,收集各種證據來支持這個「烹飪假說」:

  • 第1個證據:

關於人類開始用火的最早證據,大約是在200萬年前,對於直立人出現的時間比較接近,科學家也確實找到了在那個年代出土的被烤焦的動物骨骼。

  • 第2個證據:

烹飪過的食物,有一個非常大的優勢,那就是很容易消化。

科學家曾經對小鼠做過實驗,分別在兩個對照組中餵食小鼠相同劑量的生紅薯和熟紅薯,他們發現相比於吃了生紅薯的老鼠,吃了煮熟的紅薯,老鼠不僅運動量更大,而且體重增加的幅度也大,這就是說吃了煮熟的紅薯以後,老鼠攝入的能量更高了。對人類而言,煮熟的紅薯很可能不僅是比生的紅薯更甜、更好吃,對於消化系統來說,煮熟的紅薯更容易吸收,從中獲得的能量。

烹飪,可以看作是一個易消化的過程,它能夠改變食物的結構,使細胞鬆散、使它們軟化並使它們更容易在消化系統中分解,如果只吃生的食物則會吃很長的時間,加上食物中的細菌更多,在腸道內會爭奪食物,使得吸收更加嚴重受限,所以烹飪簡直就是一種獲得能量的便捷通道,對人類進化也可能會產生很大的影響。烹飪技術發明以後,使我們的祖先能夠獲得更多的能量,雖然我們不清楚這個能量能夠多多少,可能是50%可能是更多,但這些足夠對人類的生存和繁衍產生巨大的影響了。

在食物量沒有增加的前提下,通過採用烹飪的方法就能夠使得人類攝入更多的能量,這些多餘的能量用在哪裡比較好呢?當然是大腦了,從食物中獲得更多的能量,為我們大腦容量的增加以及計算複雜性的增強,提供了非常好的基礎。

  • 第3個證據:

直立人相比於我們的祖先「南方古猿」以及之後出現的「能人」,他們的身體結構上也發生了變化,畫室證據表明,直立人的牙齒更小了,消化系統也變小了,在大腦尺寸增加的同時消化系統卻縮小了,這個又如何解釋呢?

科學家通過對一種「蛇類·緬甸鱷」進行研究,判斷它們消化生食和熟食的不同反應,來判斷生食還是熟食在消化系統中更消耗能量,為什麼選擇蛇類呢?因為它們只有一個頭,還有一個長長的消化器官,它們通常把食物吞下去,然後在很長的時間段內一動也不動,只用來消化,唯一用來消耗能量的事情,就是消化食物。

選取兩條可以對照的蛇:

第1隻,一大口吞下一塊生的牛肉。

第2隻,吞下的是做熟了的牛肉。

然後科學家把它們放在適宜的溫度下密封起來,等著它們慢慢的消化食物,然後判斷密封箱內的氧氣含量,進而來判斷消化哪類食物更需要能量,科學家得到的結論是,消化熟食比消化生食所節省的能量達到了24%,這就告訴我們,吃了烹飪過的食物以後,我們消化時所需要的能量就減少了1/4,做了熟的肉更容易被消化和吸收了。

於是,當人們掌握了烹飪技術以後,可能就不再需要非常大的消化器官了,消化器官大的個體會更容易消耗更多的能量,而那些天生內臟都比較小的人群,消化系統節能可以把多餘的能量用在其他有利於生存和繁衍的事物上。所以,消化器官更小是直立人在掌握了烹飪技術以後的優勢。

根據綜上所述提到的三個方面,煮熟的飯菜可以更容易地被吸收,獲得的能量也更多,這使得這類人能夠有大量的能量去發展出更強大的大腦,相比於南方古猿,直立人的大腦容量已經翻了一倍,儘管大腦只佔體重的2.5%,但即使我們躺在那裡一動也不動,大腦也要消耗掉我們身體20%的能量,相比我們的近親大多數「猿類」,它們的大腦只消耗身體10%的能量,在我們頭顱中,這個巨大的、耗能的大腦雖然很耗能,但是它是使得我們在老祖先中脫穎而出的原因。

黃姤結語·「烹飪技術」與人類進化

當古猿掌握了「烹飪技術」以後,才使得人類從遠古森林一步一步脫穎而出成為了優勢物種,從那時起,我們用花樣繁多的技巧和工藝,烹飪了上千種美食,包括各種動物、植物真菌和水藻,這都是因為「烹飪技術」,因為有了「烹飪技術」我們才能有能量的富裕,才能有一個更加聰明的大腦。

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