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为什么我们的脑容量如此之大?

探索智人(Homo sapiens)大脑的进化是如何主要由生态挑战驱动的,从而重塑我们对智力的理解。

作者:Gemma Tarlach
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大脑:侧视图。Brocades Great Britain Ltd. 的彩色石版画。(图片来源:Wellcome Collection) 并非为了让我们集体头脑发热,但智人(Homo sapiens)的大脑确实很大。非常大。多年来,研究人员一直对我们大脑为何会增大感到困惑:毕竟,大脑的喂养成本很高。一种主要的理论认为,我们大脑的大小增加是为了应对日益复杂的交流和其他社会进程带来的认知需求。然而,新的研究表明,与导致大脑变大的主要驱动因素相比,彼此之间的互动作用很小。现代智人(Homo sapiens)的大脑比南方古猿(我们属的祖先)的大脑大约大三倍。而且,与其他有胎盘哺乳动物相比,其比例大六倍。从进化的角度来看,这是一种奇怪的“超大号”:大脑需要大量能量,这意味着需要大量资源,而我们脑袋里的东西膨胀很可能抑制了我们的体型。我们的大脑生长速度也比身体快——人脑通常在十岁左右达到最大尺寸,远远早于身体达到完全高度或性成熟。正如人类学家和进化生态学家理查德·麦克尔雷思(Richard McElreath)今天在《自然》杂志上评论这项新研究时所说:“在其他类人猿身上,大脑生长不像这样被优先考虑,而人类的模式很令人费解,因为它使我们的身体更小、更脆弱、更长时间内生产力更低。这个谜团的答案必须在于人类大脑如何帮助我们的祖先生存和繁殖。”而根据这项新研究,答案可能会让许多人感到惊讶。 一种不同的超级模特 研究人员提出了许多假设来解释我们这些庞大、迷人的大脑是如何进化的。对许多人来说,主要的候选者是社会智能模型:我们复杂的社会互动,包括竞争和合作,需要大量的脑力。然而,生态智能模型认为,我们最基本的需求,如在不成为食物的同时寻找食物,促使我们拥有越来越大的大脑。第三种模型,文化智能假说,融合了前两种模型的元素,认为大脑的进化是由学习和传授生存知识所需的社会技能的需求所驱动的。这三种假设听起来都很有道理,但问题在于如何检验它们。例如,大脑和身体大小之间的联系非常复杂,很难确定因果关系。这项新研究的作者建立了一个计算模型,该模型考虑了在典型生命周期中,人体关键部分——特别是大脑、生殖组织和体型——需要增加资源来发育。例如:大脑尺寸的增加会导致技能的提高,而身体尺寸的增加则使个体更容易利用这项技能来获取更多能量。换句话说,这是一个权衡,而研究人员设计的复杂模型产生了不同的情景,可以解释不同的大脑与身体比例,并最终揭示了我们拥有如此大脑袋最可能的原因。该研究考虑了四种不同类型的挑战:个体间竞争(我对抗你)、群体间竞争(我们对抗他们)、生态(我对抗自然)和生态合作(我们对抗自然)。在模型运行的场景中,这些挑战以不同的组合加权,直到出现一种最有可能解释我们大脑变大的因素。如果这一切听起来很复杂,那确实如此,但关键在于,一种特定的挑战比例确实成为了最有可能解释我们大脑为何如此之大的因素。 带回家战利品 也许会令任何曾经厌恶主队或在 Facebook 上卷入政治讨论的人感到惊讶的是,研究人员发现,驱动大脑进化的最可能模型中,只有百分之十是群体间竞争。合作似乎又占了大脑增大的额外 30%。大脑尺寸增加的主要驱动因素,占需求的 60%,似乎是应对我们物种所面临的生态挑战——尽管这对于“奔跑吧,熊!”(《求生者》的早期节目)和类似节目的粉丝来说可能并不那么令人惊讶。今天的研究刊登在《自然》杂志上。在其随附的《新闻与观点》评论中,麦克尔雷思指出,这项研究既不完美也不完整。例如,它没有考虑文化智能假说,而且其发现也不能应用于我们物种以外的智力进化。然而,这是一个开端,它为解决这个复杂问题创造了一种新方法。

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