与其他哺乳动物相比,以及与少数其他特别聪明的生物(如海豚、鲸鱼和大象)相比,猴子、猿和人类的脑体比是最高的。几十年来,对此流行的进化论解释是日益增长的社会复杂性。所谓的“社会大脑假说”认为,群体内部互动和运作的压力和细微之处逐渐提高了大脑的尺寸。
然而,新的研究表明情况并非如此。纽约大学人类学家团队进行的一项研究,并于周一发表在《自然生态与进化》杂志上,报告称饮食很可能在驱动灵长类动物大脑进化方面发挥了更大的作用。特别是,我们和我们的灵长类动物表亲似乎可能将我们的大脑归功于吃水果。
许多探索社会假说的研究得出了不一致的结果。正如该领域的许多人指出的那样,许多经常被引用的支持该理论的研究都存在样本量小和设计缺陷的问题,包括过时的物种分类。这项新工作基于比先前研究中使用的灵长类动物样本大三倍以上的样本,并且使用了更准确的进化树。
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在超过 140 种灵长类动物中,研究作者将大脑尺寸与水果、树叶和肉类的消耗量进行了比较。他们还将大脑尺寸与群体大小、社会组织和交配系统进行了比较。通过研究诸如特定灵长类动物群体是喜欢独居还是成对生活,或者它们是否是一夫一妻制等因素,研究人员认为他们应该能够从理论上确定社会因素是否促进了更大大脑的进化。
事实证明,情况并非如此。饮食偏好——尤其是水果的摄入——似乎更具影响力。研究人员发现,食用水果的物种,或食果动物,比杂食动物和“食叶动物”(那些喜欢吃树叶的动物)拥有明显更大的大脑。“这些发现对当前强调社会大脑假说提出了质疑,该假说认为更大的大脑与更高的社会复杂性有关,”人类学博士候选人、该研究的主要作者 Alex DeCasien 解释说。“相反,我们的结果重拾了关于觅食复杂性与大脑尺寸之间进化关系的旧观点。”
DeCasien 指的是加州大学伯克利分校人类学家 Katharine Milton 于 1970 年代开始的研究,她研究灵长类动物的饮食生态学。她对蜘蛛猴和吼猴的比较研究表明,觅食水果与更大的猿类大脑有关,而不是吃树叶。水果中的营养成分有可能帮助增加了灵长类动物的大脑尺寸,在这种情况下,DeCasien 设想了一个进化反馈回路。“相对于树叶而言,水果是更高质量的食物。由于大脑在能量上非常昂贵,因此更高质量的食物是支付进化出更大大脑成本的必要组成部分,”她说。反过来,更大的大脑能够更好地搜寻,例如,热带森林的树冠,以寻找更多的水果。
DeCasien 认可 Milton 的建议的有效性,即觅食水果的复杂性也可能驱动了灵长类动物大脑的进化。能够找到、采摘和剥开悬挂的西番莲果比简单地撕下树叶需要更多的大脑力量。在这种情况下,更大的大脑将派上用场——事实上,它将被选择出来。
苏黎世大学研究动物大脑进化的 Karin Isler 人类学家对 DeCasien 的最新研究印象深刻,但她没有参与这项研究。然而,她认为有必要进行更多研究来解析所有可能起作用的因素。“饮食成分只是与相对大脑尺寸相关的一个因素,”她解释说。“还有季节性、操作技能、提取觅食、首次繁殖年龄、繁殖率和寿命等等。研究所有这些因素[如何协同工作]将会很有趣。”
英国杜伦大学的进化生物学家 Robert Barton 也认为可能涉及其他因素,他有一项与 DeCasien 的研究类似的论文正在审查中,但没有参与她的工作。“我们达成共识的是,在这些大型数据集中,几乎没有证据表明存在“社会大脑”效应,并且与生态变量存在更强的相关性,”他说。“然而,当我们考虑更广泛的变量时,我们的分析并未将[食用水果]确定为大脑尺寸的可靠相关因素。我不会轻易推测特定营养素在大脑进化中的作用。”
显而易见的是:大脑进化理论的钟摆似乎正在向生态影响(如饮食)方向摆动,而远离社会解释。“从一开始,我就对社会大脑假说持非常怀疑的态度,”芝加哥菲尔德博物馆的生物人类学家和生物人类学荣誉馆长 Robert Martin 说。“就我而言,DeCasien 及其同事的新论文有效地消除了该理论。它令人信服地表明,大脑尺寸与社会组织之间没有有意义的关联,而有充分的证据表明大脑尺寸与饮食之间存在关系。”
正如 DeCasien 承认的那样,她的新发现呼应了另一场长期存在的人类学辩论,即思考人类极其复杂的大脑是如何从其灵长类动物祖先进化而来的。许多专家引用海鲜。当我们开始吃更多的鱼并梳理海岸线寻找富含卡路里的贝类床时,我们的大脑突然沐浴在神经营养物质中,例如 omega 脂肪酸,这有助于快速生长和增加复杂性。对于 DeCasien 来说,这暗示了另一个达尔文式反馈回路。然而,问题再次出现:在多大程度上是吃海鲜帮助进化了我们的大脑,相对于为做到这一点而进行的活动——捕鱼、追踪潮汐以及史前牡蛎去壳的复杂性?
未来的研究应进一步追溯灵长类动物大脑 6000 万年的自然历史,并有望确定哪些因素为更大大脑的出现提供了机会——以及哪些因素是拥有更大大脑的结果。