為了更大的腦容量，尼人付出了什么代價(jià)？
?研究人員修復(fù)后的西班牙尼人幼童化石。Credit: Paleoanthropology Group MNCN-CSIC
撰文 | 惠家明
責(zé)編 | 陳曉雪
● ● ●
翻開任意一本關(guān)于人類起源的書，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)幾乎少不了對(duì)人類巨大腦顱的贊美。而事實(shí)上，尼安德特人（簡(jiǎn)稱“尼人”），我們現(xiàn)代人類的表親，其腦容量比現(xiàn)代人更大，可以達(dá)到1700ml（現(xiàn)代人一般是1400-1600ml）——雖然他們已滅絕數(shù)萬(wàn)年。尼人的大腦為什么這么大？為了支持這樣碩大的頭顱，身體其他部位是否要做出犧牲？這一系列問(wèn)題引發(fā)了學(xué)界不少爭(zhēng)論與猜想，同時(shí)也使我們得以思考現(xiàn)代人的演化途徑。不過(guò)由于缺少足夠的化石證據(jù)，這些疑問(wèn)一直懸而未決。
在2017年9月22日出版的《科學(xué)》（Science）雜志中，西班牙國(guó)家自然博物館等機(jī)構(gòu)的一個(gè)合作研究介紹了他們對(duì)上述問(wèn)題的最新突破。通過(guò)對(duì)一例尼安德特人幼童化石的分析，研究人員提出了關(guān)于尼人大腦與身體發(fā)育過(guò)程的全新認(rèn)知。
該幼童化石最初發(fā)現(xiàn)于西班牙北部阿斯圖里亞斯省的一處洞穴遺址中，左側(cè)骨骼保存比較完整，年代距今約4.9萬(wàn)年。此前，學(xué)者們已對(duì)此個(gè)體的化石進(jìn)行了一番研究，認(rèn)為這是一名男童，體重在26公斤左右，甚至還發(fā)現(xiàn)他習(xí)慣使用右手。
而當(dāng)安東尼·奧薩斯（Antonio Rosas）的團(tuán)隊(duì)嘗試判定其死亡年齡時(shí)，一些矛盾的現(xiàn)象卻出現(xiàn)了。牙齒釉質(zhì)生長(zhǎng)線顯示，幼童化石的年齡約為7.69歲。其顱骨的發(fā)育程度卻很低，僅僅相當(dāng)于現(xiàn)代人類5歲之前的水平。同樣的，其部分頸椎與胸椎的發(fā)育程度也僅有現(xiàn)代人類5歲至6歲的水平，脊椎骨尚未完全骨化，內(nèi)部仍充斥軟骨。
對(duì)成年人而言，鑒定年齡時(shí)出現(xiàn)幾歲之差是比較常見的現(xiàn)象。但在鑒定兒童骨骼年齡時(shí)，我們完全可以把誤差降至一歲乃至數(shù)個(gè)月之內(nèi)。而在此案例中，若以現(xiàn)代人類發(fā)育情況為標(biāo)準(zhǔn)，牙齒與身體各部分所反映的年齡結(jié)果竟會(huì)出現(xiàn)兩歲多的差距，這又該作何解釋？
研究者認(rèn)為，這一矛盾現(xiàn)象實(shí)際上反映了尼安德特人與現(xiàn)代人類不同的發(fā)育方式。牙齒所確定的年齡是確鑿的，因?yàn)槠溆再|(zhì)生長(zhǎng)線所反映的年齡最小可精確至數(shù)天。這也就說(shuō)明，尼安德特兒童在7歲之時(shí)，腦容量為1330ml，僅為成年個(gè)體的87.5%。相比之下，現(xiàn)代人類的兒童在5歲時(shí)就可以發(fā)育至成年人的90%，在七歲時(shí)則發(fā)育至95%。顯然，這意味著尼安德特人的大腦發(fā)育速度并不快，并且發(fā)育周期和最終的腦容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)代人類。這一證據(jù)也推翻了學(xué)界以往的一種認(rèn)知，即尼人腦容量大是因?yàn)榇竽X發(fā)育速度較快。
對(duì)人體而言，大腦是極度“耗能”的器官，而人體能夠供應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)卻是有限的。因此，大腦的生長(zhǎng)可能會(huì)犧牲身體其他部位的發(fā)育速度。尼安德特人很可能采用了這樣的策略，研究人員推測(cè)：他們用大腦更長(zhǎng)的發(fā)育周期，和軀體更慢的發(fā)育速度，換來(lái)了更大的腦容量。這也可以解釋，為何我們?cè)谶@一尼安德特兒童身上看到了軀干骨發(fā)育遲緩的現(xiàn)象。
“標(biāo)本保存的這么完整，特別是兒童標(biāo)本，簡(jiǎn)直是個(gè)奇跡！作者工作這么細(xì)致，值得我們學(xué)習(xí)！”中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員吳秀杰評(píng)論說(shuō)。她表示，對(duì)于兒童生長(zhǎng)發(fā)育的研究值得學(xué)習(xí)，希望相應(yīng)的研究方法未來(lái)能夠用在中國(guó)古人類化石的研究上。
參考資料：
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
制版編輯：斯嘉麗
