發人深省:我們的大型靈長類動物大腦歸功於對水果的熱愛嗎?

一項新的研究表明,我們超大的大腦可能源於搜尋和食用金橘和獼猴桃

與其他哺乳動物相比,以及與少數其他特別聰明的生物(如海豚、鯨魚和大象)相比,猴子、猿和人類的腦體比是最高的。幾十年來,對此流行的進化論解釋是日益增長的社會複雜性。所謂的“社會大腦假說”認為,群體內部互動和運作的壓力和細微之處逐漸提高了大腦的尺寸。

然而,新的研究表明情況並非如此。紐約大學人類學家團隊進行的一項研究,並於週一發表在《自然生態與進化》雜誌上,報告稱飲食很可能在驅動靈長類動物大腦進化方面發揮了更大的作用。特別是,我們和我們的靈長類動物表親似乎可能將我們的大腦歸功於吃水果。

許多探索社會假說的研究得出了不一致的結果。正如該領域的許多人指出的那樣,許多經常被引用的支援該理論的研究都存在樣本量小和設計缺陷的問題,包括過時的物種分類。這項新工作基於比先前研究中使用的靈長類動物樣本大三倍以上的樣本,並且使用了更準確的進化樹。


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在超過 140 種靈長類動物中,研究作者將大腦尺寸與水果、樹葉和肉類的消耗量進行了比較。他們還將大腦尺寸與群體大小、社會組織和交配系統進行了比較。透過研究諸如特定靈長類動物群體是喜歡獨居還是成對生活,或者它們是否是一夫一妻制等因素,研究人員認為他們應該能夠從理論上確定社會因素是否促進了更大大腦的進化。

事實證明,情況並非如此。飲食偏好——尤其是水果的攝入——似乎更具影響力。研究人員發現,食用水果的物種,或食果動物,比雜食動物和“食葉動物”(那些喜歡吃樹葉的動物)擁有明顯更大的大腦。“這些發現對當前強調社會大腦假說提出了質疑,該假說認為更大的大腦與更高的社會複雜性有關,”人類學博士候選人、該研究的主要作者 Alex DeCasien 解釋說。“相反,我們的結果重拾了關於覓食複雜性與大腦尺寸之間進化關係的舊觀點。”

DeCasien 指的是加州大學伯克利分校人類學家 Katharine Milton 於 1970 年代開始的研究,她研究靈長類動物的飲食生態學。她對蜘蛛猴和吼猴的比較研究表明,覓食水果與更大的猿類大腦有關,而不是吃樹葉。水果中的營養成分有可能幫助增加了靈長類動物的大腦尺寸,在這種情況下,DeCasien 設想了一個進化反饋迴路。“相對於樹葉而言,水果是更高質量的食物。由於大腦在能量上非常昂貴,因此更高質量的食物是支付進化出更大大腦成本的必要組成部分,”她說。反過來,更大的大腦能夠更好地搜尋,例如,熱帶森林的樹冠,以尋找更多的水果。

DeCasien 認可 Milton 的建議的有效性,即覓食水果的複雜性也可能驅動了靈長類動物大腦的進化。能夠找到、採摘和剝開懸掛的西番蓮果比簡單地撕下樹葉需要更多的大腦力量。在這種情況下,更大的大腦將派上用場——事實上,它將被選擇出來。

蘇黎世大學研究動物大腦進化的 Karin Isler 人類學家對 DeCasien 的最新研究印象深刻,但她沒有參與這項研究。然而,她認為有必要進行更多研究來解析所有可能起作用的因素。“飲食成分只是與相對大腦尺寸相關的一個因素,”她解釋說。“還有季節性、操作技能、提取覓食、首次繁殖年齡、繁殖率和壽命等等。研究所有這些因素[如何協同工作]將會很有趣。”

英國杜倫大學的進化生物學家 Robert Barton 也認為可能涉及其他因素,他有一項與 DeCasien 的研究類似的論文正在審查中,但沒有參與她的工作。“我們達成共識的是,在這些大型資料集中,幾乎沒有證據表明存在“社會大腦”效應,並且與生態變數存在更強的相關性,”他說。“然而,當我們考慮更廣泛的變數時,我們的分析並未將[食用水果]確定為大腦尺寸的可靠相關因素。我不會輕易推測特定營養素在大腦進化中的作用。”

顯而易見的是:大腦進化理論的鐘擺似乎正在向生態影響(如飲食)方向擺動,而遠離社會解釋。“從一開始,我就對社會大腦假說持非常懷疑的態度,”芝加哥菲爾德博物館的生物人類學家和生物人類學榮譽館長 Robert Martin 說。“就我而言,DeCasien 及其同事的新論文有效地消除了該理論。它令人信服地表明,大腦尺寸與社會組織之間沒有有意義的關聯,而有充分的證據表明大腦尺寸與飲食之間存在關係。”

正如 DeCasien 承認的那樣,她的新發現呼應了另一場長期存在的人類學辯論,即思考人類極其複雜的大腦是如何從其靈長類動物祖先進化而來的。許多專家引用海鮮。當我們開始吃更多的魚並梳理海岸線尋找富含卡路里的貝類床時,我們的大腦突然沐浴在神經營養物質中,例如 omega 脂肪酸,這有助於快速生長和增加複雜性。對於 DeCasien 來說,這暗示了另一個達爾文式反饋迴路。然而,問題再次出現:在多大程度上是海鮮幫助進化了我們的大腦,相對於為做到這一點而進行的活動——捕魚、追蹤潮汐以及史前牡蠣去殼的複雜性?

未來的研究應進一步追溯靈長類動物大腦 6000 萬年的自然歷史,並有望確定哪些因素為更大大腦的出現提供了機會——以及哪些因素是擁有更大大腦的結果。

Bret Stetka 是紐約市的作家,也是 Medscape Neurology(WebMD 的子公司)的編輯主任。他的作品曾發表在《連線》、《NPR》和《大西洋月刊》上。他於 2005 年畢業於弗吉尼亞大學醫學院。Stetka 於 2022 年去世。

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