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第1章 瘋狂的進化: 從猿人到智人,攏共分幾步?(第1頁,共2頁)

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01為了成為「行走的表情包」,人類究竟做了多少努力?

喜怒哀樂,是我們每天都在呈現的表情。那麼人類的面部究竟能傳達出多少種獨特的表情呢?一項科學研究給出的答案是:至少21種。

「面帶微笑的厭惡」「悲痛的憤怒」「開心的驚訝」等,真不愧是「行走的表情包」。研究還指出,人類在做表情時,表現出了驚人的一致性。

比如在表達快樂表情時,99%的志願者會揚起面頰肌肉,延伸嘴角。那麼,為了擁有如此豐富的表情,人臉究竟在進化的過程中做了哪些努力?其他動物的表情又是怎麼回事呢?比如狗狗的「無辜臉」真的表示內疚嗎?

說出來你可能不信,人臉的進化史極有可能是一部「打臉」史。

美國有一項對人類祖先南方古猿的研究,結果如下:

人臉之所以長成現在這樣,是為了減少在「被打臉」過程中所造成的傷害。像下顎、顴骨、鼻樑和眼眶骨架等容易被打的地方,都變得更加堅硬。雖說新研究還未蓋棺定論,但它也給我們研究人臉及其表情的進化提供了新思路。事實上,我們與生俱來的表情跟人臉的進化有著密切的關係。

仔細觀察,你就會發現我們和古人類最大的區別在於眉脊。沒錯,古人類那鮮明而突出的眉脊,是我們所沒有的。過去大部分觀點認為眉脊是用來穩定人類的頭骨,以此幫助人類咀嚼的。可研究發現,就算削掉眉脊也不會影響正常的咀嚼。科學家認為沒有實際功能的眉脊,具有某種社交功能——類似於其他靈長類動物,用來展現社會支配地位。或許是堅硬的眉脊沒法表達很多的意義,所以就逐漸退化了。在我們現代人看來,失去這樣的眉脊可能會讓我們看上去較為友好。與此同時,平坦、豎直的前額讓我們的眉毛變得更富有表現力。

我們能巧妙地移動眉毛,以此來傳達我們內心的小心思。比如雙眉上揚表示欣喜或驚訝,單眉上揚表示不理解或者疑問,眉毛下拉則代表有點兒小生氣,皺起眉頭更多是不同意的意思,等等。那麼你有沒有想過,「愛秀」的眉毛究竟有什麼用處呢?

過去人們認為,它可以防止水和細微的碎屑進入眼睛。可你有沒有發現,那些眉毛稀疏,甚至沒有眉毛的人也未受到影響。最近的研究發現,眉毛的作用是用來傳達表情的。現代人能擁有社交所需的龐大表情繫統,很大程度上是眉毛的功勞。

其實大約在20萬年前,人類才進化出了靈活的眉毛。

那個時候,人類社會正處於重大的變革中。其中最主要的是,沒有親緣關係的人類群體開始合作了。我們的祖先不再侷限於有血緣的合作,而開始了與非家族成員的協同合作。此時,人類祖先開始通過眉毛表達出更多的情緒,尤其是友好。這幫助我們的祖先在競爭殘酷的原始社會中更好地存活下來。

如今我們現代人傳情表意很多都在眉毛的小動作裡。喜上眉梢、眉飛色舞、眉開眼笑、低眉順眼、愁眉苦臉等都展示著你的情緒和狀態。除了眉毛,人類獨有的眼白也為我們表情系統的發展做出了巨大的貢獻。別以為眼白只是人類拿來翻白眼用的,它可大有用途。

眼白也叫作「鞏膜」,是眼球表面包裹著的一層不透明的纖維狀保護層。不光人類,很多動物也有鞏膜這一構造。與人類不同的是,動物的鞏膜一般很難被發現。在自然界中,視線是一個很重要的資訊。比如,對於大多數猴子來說,四目相對其實是發起攻擊的前兆。但如果看不出來對方是否在盯著自己,就無法預判危險是否要來臨。因此,鞏膜和眼睛本身的顏色應該相近,以此避免因暴露視線而遭到攻擊。就連狗、大象、馬也有部分白色的鞏膜,但大多時候都被它們隱藏起來了。

那麼,作為唯一擁有大面積眼白的生物,人類難道就不怕暴露自己嗎?怕歸怕,但人類很快發現了眼白的好處,並對此加以利用。原因在於,人類的非血緣協作增加後,就必須提高溝通和合作的效率。光有上文提到的眉毛是不夠的,還必須有其他表達情緒的器官。此時,失去鞏膜的色素,擁有眼白無疑是好的選擇。眼球本來就是深色的,配上雪白的鞏膜,就讓人眼的活動變得更加清晰。

實際上,人類眼球的轉動是由眼外肌支配的。眼外肌由眼球鞏膜上附著的六條肌肉組成,能使眼球隨意轉動。也正因如此,人類才出現了「翻白眼」「看眼色」「使眼色」等表達情感的動作。如此一來,同伴往哪裡看,有什麼小心思,你就能看得明白了。有了眼神的交流,我們的祖先在合作共贏上就會變得更容易。所以,不管眼球是哪些顏色,我們人類的鞏膜都是白色的。

看到這裡,你已經瞭解了眉毛、眼白的作用就是產生表情了。不過,人類要想更為精準地表達意思,還必須實現整個臉部的聯動。比如全世界通用的「生氣臉」,就是皺著眉、噘著嘴、張大鼻孔、眯著眼等。就算從沒見過發怒表情的盲童,發怒時也會做出與其他人一樣的表情。與面部肌肉組織舒展的表情相比,憤怒的表情使人看起來更加「強壯」。這似乎在告訴對方「我要反擊了」,以威懾對手。

又比如在神經學家杜尼·德博洛看來,發自內心的笑不光要抬起上唇,露出牙齒,還要使面頰向上隆起,讓眼周皮膚起皺。尤其應該多注意眼部活動,看是否發出標誌性的「眨眼」動作。如果一個人的眼部肌肉沒有出現任何收縮的跡象,我們很容易感受到這個笑容是假的。

我們在恐懼的瞬間表現為:眉梢上揚、瞳孔擴大、眼光發直、嘴張大。不難看出,由於人臉不斷地進化以及整體的聯動,我們才形成了完整的表情系統。時至今日,我們還傾向於根據這一套表情系統來判斷動物的情緒。你一定見過眉弓內側向上抬起形成的「無辜狗狗眼」。你的狗抬頭看著你,露出眼白,耳朵耷拉著垂在腦後,舌頭舔著空氣,露出不知所措、委屈的表情,你下意識地以為它是因為做錯了事而內疚。

然而2009年的一項研究發現,狗狗表現出「內疚」的表情其實是在表達它們的恐懼。這種「委屈臉」大多出現在它們被主人責罵的時候。

至於狗狗是否有內疚這種情緒,科學上還沒有足夠的證據給予肯定。但以後如果它露出了「委屈臉」,請記得它那是在害怕。因為它可能記住了你呵斥時的動作、表情和語氣。

既然狗狗不會內疚,那它們是真的在衝我們笑嗎?嘴巴張開,嘴唇向後咧著,有時舌頭伸在外面,狗狗的笑容真是燦爛而可愛。很抱歉,目前也沒有證據顯示,狗會像人類一樣,用這個表情表達自己的快樂。不只是狗,很多動物的行為我們都會用人類的習性來解釋。比如背對著你坐著的貓並非嫌棄你,可能只是它不想盯著你而已。

看來,人類為了成為「行走的表情包」,還充分發揮了「腦補」的能力。誰還能想起,當初人類的面部曾經如面具一樣地生硬。經過了上百萬年的演化,我們能擁有傳達出20餘種不同表情的能力。恐怕數字時代再多的表情包,也沒人類面對面的表情來得生動吧。

參考資料

◎afp.furrowedeyebrowshelpedmodernhumansevolve:seeker[eb/ol].[2018-04-10].https:///archaeology/furrowed-eyebrows-helped-modern-humans-evolve.

◎spikinsp.theevolutionaryadvantageofhavingeyebrows:theconversation[eb/ol].[2018-04-10]./theevolutionary-advantage-of-having-eyebrows-94599.

◎艾克曼.情緒的解析[m].海南:南海出版公司,2008.

◎達爾文.關於人以及動物表情[m].浜中浜太郎,譯.東京:巖波文庫出版社,1931.

02動物都有固定發情期,為什麼人類卻一年365天都在發情?

「春天來了,萬物復甦,又到了動物們交配的季節。」

趙忠祥老師在《動物世界》中告訴我們,幾乎所有雌性動物都有一個固定的性慾衝動期。在生理上,雌性動物的乳房、生殖器官會腫脹,身體散發特殊氣味等。它們不但會接受雄性的求偶,還會故意做出各種撩人的姿態,吸引異性。

這正是我們常說的「發春」,也叫發情期。而在其他時間裡,雌性動物都是幾乎不接受交配的。不過,動物「發春」並不一定要在春天。動物發情期的選擇主要取決於什麼時候交配,更有利於下一代的繁育。綜合考慮妊娠或孵蛋所需的時間,它們會選擇最適宜的時機發情,以提高後代的成活率。

而如何判斷髮情時機,需要外部環境提供訊號。氣溫、光照時長、食物等合適的外部條件,都可能會促使雌性進入排卵週期。例如,一隻年輕的雌性野貓需要大約12個小時的日光,才能觸發它的發情期。

貓的孕期很短,只有兩個月。而這也意味著,在野外的貓很少在冬天懷孕。畢竟天寒地凍下,幼貓夭折的機率是極高的,任哪隻母貓都不希望白忙活一場。?於是春天一到,野外母貓便開始集體叫春,同時迎來一股「幼貓潮」。另外,如果動物的孕期較長,它們就會選擇在秋冬發情,例如斑馬、牛羚、山羊、綿羊等。

回到正題上,人類的發情期又怎麼說?嚴格來說,人類女性並沒有明顯的發情期。一方面女性在排卵期和非排卵期,都會產生性慾和發生性行為,不會產生明顯的性慾波動。另外,別說男性無法察覺女性的發情的特徵了,就連女性自己,也感受不到自身慾望的變化。

雖說,人類也確實存在著生育高峰期。例如我國1989年的一份研究顯示,1946—1981年裡,嬰兒集中出生在10月,其次是11月和12月。將時間線往前推10個月,我國婦女們集中懷孕的時間也就集中在了春天。那麼,這會是人類發情期的線索嗎?

很遺憾,生育高峰期與想象中還是稍有區別的。綜合其他統計可以發現,不同地區的生育高峰期有著很大的區別。通過對130多個國家和地區的大量資料分析,科學家發現了一個終極規律。那就是在重大文化慶祝節日的時候,人們的性慾往往會達到頂峰。因為,這些節日總是伴隨著假期。大家都可以卸下工作的重擔,終於有空辦正事了。

例如,在中國,春節長假期間懷孕的人數最多。而在美國,聖誕是最長的假期,對應的懷孕率也是最高的。反正只要一有空,人類就要開始造人,於是才會在十個月後出現一股「嬰兒潮」。所以換種說法,人類這種生物一年365天,天天都在發情期。那麼問題來了,人類女性為什麼失去了明顯的發情期呢?

其實,這也叫作「隱藏排卵期」(concealedovulation)。不過,從其他動物的角度看來,人類隱藏排卵期確實是一件非常搞笑的事情。我們現在可以看到,許多備孕的女性都需要用體溫計、外加掰著手指頭才能勉強計算出排卵期和安全期。而且,這些方法準確率還不高。所以,這也被戲稱為「薛定諤的排卵期計演算法」——不到懷上的那一刻,都不知道自己算準了沒。

於是,我們總能看到一大堆女性備孕失敗的同時,也總有一大堆女性避孕失敗。而要想更準確地知道女性是否處於排卵期,還得去醫院照個彩超檢測排卵,極其麻煩。

但反觀其他動物,有清晰的發情期特徵指導,繁衍後代就非常方便了。對雄性動物來說,能準確識別雌性的排卵期可謂頭等大事。因為只有抓準了雌性的排卵期,才能讓自己的基因更加高效地遺傳下去。而在交配這件事上,除了人之外的雌性動物都是非常配合的。只要一排卵,絕大多數雌性動物都會立即表現出各種發情期特徵。

這也讓動物們交配以及受孕的成功率大大提高。它們基本上可以做到「一擊命中」,根本不需要浪費這麼多心思去備孕。不過,作為人類,也不用為此傷神。畢竟從基因延續的角度看來,兩性不但是合作關係,還存在著各種明爭暗鬥。人類女性選擇了隱藏排卵期,反而是一種更聰明的繁殖策略。

而這,還需要從漫長的兩性之爭說起。

在不考慮成本的情況下,動物都希望將自己的基因傳播得儘可能廣。而在理想的狀態下,母方出卵子、父方出精子。這種一起合作,將雙方基因延續下去的遊戲本該是公平的。但自從雌性成了下蛋或產崽主力軍的那一刻起,這場「基因延續競賽」中雄性似乎就一直處於上風。因為我們可以在自然界中看到,許多物種本身都是不存在「父方親代投資」的。

對於所有的4000多種哺乳動物以及200多種靈長目動物而言,受精和懷孕都是在雌性動物體內完成的。其中絕大多數小動物,剛出生甚至還沒出生,就猶如「喪父」。雄性只提供了精子,什麼都不用做就能獲得一個攜帶自己基因的幼崽。而雌性除了漫長的懷胎之外,還需獨自照料後代長大,耗費的精力是巨大的。

除此之外,在雌性悉心照料幼崽期間,雄性還可以繼續找其他的雌性交配,為延續自己的基因瘋狂「播種」。所以,在人類的猿類近親中,我們可以看到無論是黑猩猩,還是大猩猩,雄性都會用武力搶奪配偶。

在猿群中,一般只有首領雄性才有與其他雌性交配的權力。而這種首領雄性,體格往往也是最強壯的,擁有著最龐大的「後宮」。這也是我們常說的一夫多妻制。雄性繁殖成功的關鍵是如何壟斷更多雌性配偶,保證自己的繁殖地位。而進化早期的人類,也經歷著同樣的社會形態。

但今時不同往日了,人類社會基本已經走向了一夫一妻制。哪怕在原始狩獵、採集人群中,都有接近80%的家庭是屬於一夫一妻制的。那麼,我們是如何從首領獨佔老婆,發展到如今一夫一妻制的?

女性隱藏排卵期,很可能是早期人類從一夫多妻制走向一夫一妻制的關鍵。「父方親代投資」假說認為,母方隱藏排卵期能讓父方承擔起撫養後代的責任。如果雌性不再發出發情訊號,那麼雄性將無法檢測到它們排卵的準確時期。也就是說,雄性也不知道雌性究竟是否成功受孕。而這也導致了雄性的繁殖策略有所改變,從原來與多個雌性交配,變成不得不和一個雌性多次交配。

除此之外,沒有了發情期特徵的指導,雄性還將面臨一件更加苦惱的事情,那就是父系不確定。如果雌性有發情期,那麼雄性只需在雌性發情期內與其交配,並在這一時期防止雌性與其他雄性交配即可。因為發情期一過,雌性就會主動拒絕一切雄性的求愛。

但雌性失去發情期,變得隨時隨地可以交配懷孕,怎麼防止其他雄性乘虛而入就成了大問題。也就是說,雄性需要一直守在雌性身邊,才能確保孩子是自己親生的。而有了雄性的陪伴,雌性也不再是獨自撫養後代了,「父方親代投資」加入。要知道相對其他哺乳類動物,人類嬰兒並沒有那麼好養活。

具有重要意義的直立行走,使雌性的產道變得更窄了,因而很容易發生難產。於是在自然選擇的壓力下,人類嬰兒幾乎都成了「早產兒」,嬰兒死亡率極高。所以,女性就不得不花更多的時間和精力照顧孩子。而在亞馬孫雨林原始部落得到的結果是,死了父親的嬰兒的死亡率非常高。如果多了父方的照看,嬰兒的存活率自然會大大提升。

儘管嬰兒的死亡對父方和母方來說都是一種打擊,但這種打擊對母方來說也更加致命。而在這場「繁殖競賽」裡,人類女性通過隱藏排卵期將父方鎖在自己身邊,才算扳回了一局。所以從某種程度上來說,這很可能促成了現今人類社會的一夫一妻制。

當然,「父方親代投資」只是解釋人類隱藏排卵的一個假說。也有的學者認為,人類女性隱藏排卵是為了減少「殺嬰事件」的發生。而這個假說,則可以從倭黑猩猩身上找到一些證據。事實上,除了人類以外,靈長類中的倭黑猩猩也會隱藏排卵期。只是,雌性倭黑猩猩隱藏排卵期的方式與人類剛好相反。它們不是不顯示發情期特徵,而是長時間地顯示出發情期特徵。

在許多物種裡(特別是雄性競爭更激烈的物種),殺嬰行為是新生兒最大死因。例如,大猩猩幼崽的死因,起碼有1/3是雄性的殺嬰行為。大猩猩群體中的首領雄性一「登基」,就會把舊首領剛出生的後代殺掉。因為一般情況下,動物哺乳期是不發情的,分泌乳汁會使排卵受到抑制。但若孩子沒了,雌性就不用再分泌乳汁了。所以雄性大猩猩會把嗷嗷待哺的幼崽殺死,好讓雌性再次進入發情期,儘快懷上自己的孩子。

那麼,雌性該如何規避雄性這殘暴的殺嬰行為呢?

一些雌性動物採取了一種奇特的應對方式,那就是「濫交」。雌性通過與多個雄性交配,好讓雄性難以分辨哪些孩子才是自己的。而為了避免誤傷,雄性殺嬰行為便會減少。例如,雄性倭黑猩猩就是極少數不會殺嬰的靈長類動物之一。而倭黑猩猩也常被稱為「性觀念」最開放的動物,因此雄性更不易識別出哪些孩子是自己的後代。

但倭黑猩猩隱藏排卵的方式,與人類不同。儘管靈長類的排卵週期沒有什麼區別,但雌性倭黑猩猩卻更長時間地表現發情期的特徵。而這同樣能達到隱藏排卵期的效果。它們的外陰有50%的時間都處於腫脹狀態。這猶如一個虛假廣告,讓雄性倭黑猩猩前赴後繼地與之交配。人類隱藏排卵期的策略被看作「淑女模式」,而倭黑猩猩的隱藏排卵策略則被看作「蕩婦模式」。

當然,上面所說的兩種理論並非互相矛盾的。

在人類進化歷程中,它們很可能都起了非常重要的作用。無論哪種模式,都是行之有效的。人類開始雙方照料嬰兒,男性也從無止境的雄性間的暴力互毆中解脫。而人類現在擁有的「美好愛情」,或許也正是源於女性邁出的這一大步。

參考資料

◎瘦駝.春天來了,「發春」還遠嗎?:果殼網[eb/ol].[2016-02-04]/article/441168/.

◎陳瑞,鄭毓煌.進化的女性生理週期:波動的繁衍動機和行為表現.心理學進展[j].2015.

◎concealedovulation:wikipedia[db/ol].[2020-03-26].rg/wiki/concealed_ovulation.

◎戴蒙德.性趣探秘——人類性的進化[m].上海:上海世紀出版集團,2008.

03至少要多少人才能延續文明?孤島效應或許正在扼殺人類文明

許多科幻災難電影,都會有一個災後重建的設定。全球人類的命運,最後總會落到一小部分人的身上。他們每一個人身上,都肩負著重建整個人類文明的使命。那麼,劫後餘生最少需要多少人才能維持現有文明?

在《聖經》中,只需亞當、夏娃兩人,就足夠孕育後代了。但這在理論上,當然是不可行的。只需要一代人,他們就會面臨近親繁殖的難題。一級親屬間(父女、母子、同胞兄妹)的近婚係數(inbreedingcoefficient)為1/4。也就是說,他們孕育的個體,其兩個等位基因來自雙親共同祖先的機率為25%。這種程度的近親婚配,會使後代患常染色體隱性遺傳疾病的風險激增,讓人類遲早陷入崩潰。過去為了保持血統純正而近親婚配的皇室貴族,就是前車之鑑。

不過,想要解決上面這些問題並不算難。

純生物學上的答案,是很明確的——大概只需要幾百人,就基本能保證人類基因的延續了。斯特拉斯堡大學的天體物理學家弗雷德里克·馬林,就提出98這個最低下限人數。只需98人的健康群體,就能有足夠的遺傳多樣性來繁殖物種並重建人口。但問題是,重建人類文明的事,可不是簡單的生物學問題。

現代人類文明的基礎是錯綜複雜的。維持醫療、電力、教育、交通、礦業等各個系統正常運轉,需要無數「螺絲釘」。只剩三位數甚至兩位數的人類,自然遠遠不夠。大家勉強生存下去尚屬不易,延續人類燦爛的文明更是奢侈。哪怕是將人口數量提到以億計算,都沒人敢拍著胸脯保證能重建當前的文明。

事實上,別說重建人類文明瞭,光是維持現有水平都不容易。文明並非線性的進步,事實上還有退化這一下場。在人類學研究中,就有這麼一個的名詞——塔斯馬尼亞島效應(tasmanianeffect)。在沒有外部技術輸入,且人口過低的情況下,某些地區的技術水平不但會被永遠鎖死在某一水平,甚至還會發生倒退。

塔斯馬尼亞,是南半球的一個小島。

它與澳大利亞大陸隔著兩百多公里寬的巴斯海峽,其面積是中國臺灣的1.87倍。而塔斯馬尼亞人,是地球近代史上最孤獨的族群之一。但最可怕的不是孤獨,而是封閉讓他們陷入了文明的退化。塔斯馬尼亞效應還有個別稱,叫作「塔斯馬尼亞島逆向演化」(tasmaniandevolution,其中devolution是evolution反義詞)。

發生在塔斯馬尼亞島上的幾萬年文明「逆演化」歷史,就給我們帶來了一些警示。考古證據顯示,人類第一次踏上澳大利亞大陸至少是在6.5萬年前。

在今天看來,澳大利亞大陸是遙不可及的大陸。但事實上,海平面在冰川期會下降。人們雖不能直接徒步到澳大利亞大陸,但可以將澳大利亞大陸與其他大陸之間的島嶼作為中繼站,通過簡單的浮筏就可以渡過。而到達澳大利亞大陸後,澳大利亞大陸土著的祖先就穿過巴斯平原的陸橋到達塔斯馬尼亞。至少在4.2萬年前,塔斯馬尼亞島上就已經有人類的足跡了。那時候,塔斯馬尼亞還與澳大利亞大陸相連,兩地的人類還有聯絡。

大約在一萬年前,海平面的快速升起使巴斯平原變成了巴斯海峽。當時,這兩個大陸的族群都還沒有造出能橫渡巴斯海峽的水運工具。茫茫海水把塔斯馬尼亞與澳大利亞大陸的日常聯絡徹底切斷。於是,塔斯馬尼亞島的幾千人至上萬人就像完全被隔絕,孤獨地活在世界上。

從這個角度來看,塔斯馬尼亞島就是一片世外桃源,沒什麼不好的。島上豐富的物資,保證所有人豐衣足食是綽綽有餘的。但是當歐洲白人第一次登上塔斯馬尼亞島時,他們都被當地土著落後的生活驚呆了。塔斯馬尼亞人過著的竟是世界上最原始的生活。

我們會根據一些特徵來評估一個族群的文明水平,例如服裝、工具和武器的複雜性等。當時的塔斯馬尼亞人,已經失去了製作最基礎的工具的技能。就連最簡單的,將堅硬的石頭或獸骨綁在木質把手上製成斧頭或矛、箭等工具,他們都不會。

要知道,這些基礎工具,哪怕是已經從地球上消失的人屬都會製造並使用了。

不說尼安德特人了,就是腦袋只有咱們的四分之一大的佛羅里斯人(也叫「小矮人」)在9萬年前就掌握了這些技能。

而塔斯馬尼亞人,是智人。智人作為地球霸主現已登上月球,我們打造的探索裝置更是飛出了太陽系。但被孤立的塔斯馬尼亞人彷彿活在一個平行宇宙,就連最基礎的工具都不會用。如果硬要評估的話,那塔斯馬尼亞人的技術比舊石器時代還要落後。他們最先進的武器和工具,只有木製的長矛、石頭和投擲棒罷了。

當時,已經擁有豐富殖民經驗的歐洲人,都為塔斯馬尼亞人的落後而驚訝。後來歐洲人一度認為,這是一種極其原始的族群,或處於猿類到人類之間的過渡階段。但是他們在外貌上,和我們又是如此的相似。在後續一百多年的考古發掘中,人類才揭露出了一個更驚人的事實。

在過去,塔斯馬尼亞人的技術水平,其實與澳大利亞土著是相當的。

他們一開始就擁有先進的狩獵與捕魚技術。但在隔絕的一萬年裡,塔斯馬尼亞人就已忘記了他們祖先們都會的大部分技術和知識。而考古線索也顯示,這些工具和技術是一步步被丟棄的。每隔一段時間,在塔斯馬尼亞人這個小群體中就會有一些技能消失。

歐洲殖民者首次見到這個族群時,他們基本上已經不會穿衣服了。但我們可以確信的是,塔斯馬尼亞人在過去是穿得很暖和的。因為在一萬多年前,這裡的氣候比現在要寒冷得多,島上較溼潤的部分都是長年冰封的。本來,塔斯馬尼亞人也會使用骨制工具的,如骨鉤、縫紉用的骨針等。但很可惜,這些技術到後來統統都失傳了,沒人再去縫製衣服。

所以現在的情況就變成了,塔斯馬尼亞人夏天選擇赤裸。到了冬天,他們也只是披著簡單的沙袋鼠皮,再用碎的獸皮綁緊。就算是特別寒冷的時候,他們也只是在暴露的皮膚處塗點動物油脂就了事。塔斯馬尼亞島四面環海,海產資源是十分豐富的。但考古證據卻顯示,大約在5000年前塔斯馬尼亞人捕魚的頻率就開始降低了。到了3800年前,他們就徹底停止了捕魚這項活動。而與捕魚相關的工具,如漁網、魚叉、魚鉤等工具也隨之消失。面對眾多的海洋生物,塔斯馬尼亞人只會拾點沿海的甲殼類動物為食。

從此,他們過上了更加原始的採集-狩獵生活,四五個家庭為單位地相依為命。

到西方人登上島嶼時,大約有4000塔斯馬尼亞人生活在島上。很難想象,他們居然能放棄營養如此豐富的魚類。有許多記錄都顯示,當塔斯馬尼亞人第一次看到歐洲人捕魚時,他們就顯露出了異常驚奇的神情。而以上所有的技術與工具,在離塔斯馬尼亞島不遠處的澳大利亞大陸上依然都在沿用。此外,澳大利亞大陸土著的技術與工具還要先進和豐富得多,讓人眼花繚亂。

不過幸好,塔斯馬尼亞人還未丟失「生火」這一最重要的技能。不然,他們連擠進舊石器時代的資格都會徹底喪失。但回過頭來看,塔斯馬尼亞人的外貌和心智與現代人都是相差無幾的。當歐洲人到來時,他們很熱切地進入了快速學習的模式,並接受了許多先進的技術。只是很可惜,他們最終還是不敵歐洲殖民者的屠殺和外來者帶來的病菌。

現在,已經不存在純種的塔斯馬尼亞人了。當時的塔斯馬尼亞人落後得太多了。在歐洲白人看來,這甚至都算不上戰爭,完全是一個高階文明對另一個低階文明的碾壓。從塔斯馬尼亞島的案例看來,世外可能並不存在桃源,反而是一場文明退化的災難。沒有人知道在塔斯馬尼亞島上具體發生了什麼,但文明就是這樣一點點丟失的。

考古學家裡斯·瓊斯便形容道,這是一個「對思維進行慢性扼殺」的案例。而在人類學研究中,這種因環境封閉、人口規模太小而無法傳承現有技術與文明的現象,則被稱為「塔斯馬尼亞島效應」。

不過,塔斯馬尼亞島上的文明退化絕非孤例。20世紀以來,科學家發現在許多獨立的島嶼上,隔一段時間就有一些技術失傳。而從化石記錄看來,地球上的人類文明失傳率是驚人的。「失落的文明」是個經久不衰的迷人概念。理論上,幾百人足夠延續人類香火。但遺失而孤立的文明,幾乎註定只有日漸退化到衰亡的結果。

我們知道,人類的認知能力表現在社會學習上,每一個人都是模仿高手。新技術是不可預測的,就集體而言,更龐大的群體產生新技術的次數會更多。這些新的技術和知識,又可以通過模仿這一行為模式散佈到整個族群。所以在有限規模的社會中,就很可能存在著一個文明發展的上限。這不禁讓人聯想到,地球何嘗不是一座宇宙中的塔斯馬尼亞島。

生活在地球孤島上,人類文明或許也有一天會達到極限。

參考資料

◎powellsc.howmanyhumanswouldittaketokeepourspeciesalive?onescientist'ssurprisinganswer:nbcnews[eb/ol].[2019-08-14]/mach/science/how-many-humans-would-ittake-keep-our-species-alive-ncna900151.

◎henrichj.demographyandculturalevolution:howadaptiveculturalprocessescanproducemaladaptivelosses:thetasmaniancase[j].americanantiquity,2004.

04頭骨化石失蹤的北京人,真不是你的祖先

對於人類起源於非洲的說法,很多人在情感上仍無法接受。畢竟過去我們一直認為自己的祖先是「北京人」。至此,仍有不少學者認為人類是多地起源的,相互間有基因交流。但很抱歉,那個頭蓋骨失蹤的「北京人」,真不是我們的祖先。那麼,「北京人」頭骨考古挖掘研究的前後歷經了哪些辛酸的往事呢?

1929年12月2日,在北京西南周口店龍骨山一帶,裴文中正有條不紊地組織龍骨山考古挖掘的收尾工作。這位身材孱弱的年輕人原本就讀於北京大學地質系。由於畢業後沒能找到工作,他就先來到周口店當臨時工。在這裡,他不卑不亢,跟著大夥兒學習考古發掘的知識。經過一年多的努力,他已經能自己獨立分辨化石了。恰逢此時,周口店的挖掘工作也碰到了堅硬的岩石。專家們覺得這裡不會有什麼進展,就都離開了。唯獨他堅持留下來帶領工人們完成最後的挖掘工作。下午4點,天色漸暗,寒風呼嘯,裴文中仍聚精會神地工作。突然,發掘工人們意外發現了一個黑暗的新洞穴。於是,裴文中腰間繫上繩索,帶著他們一起下到洞中考察。藉著微弱的燭光,一名工人在洞穴底部的土層中挖到了圓形的硬殼。裴文中前來檢視後,大聲驚呼:「是猿人!」

他當即掏出撬棍,十分細心地將這塊頭蓋骨發掘出來。隨後,他將這塊頭蓋骨包裹在隨手脫下的外衣裡,並小心翼翼地抱著它離開洞穴。他連夜寫信報告,之後還用被子裹著它送到北京地質調查所。通過當時最先進的技術鑑定,確定其是距今70萬年猿人的頭骨化石。

這一重大的發現,讓世界為之震驚。一直以來,考古學家發現的大都是人的牙齒,從未發現相對完整的頭骨。而頭骨的發現不僅證實了猿人的存在,還給當時提供了人類歷史至少有70萬年的證據。在這之後,周口店遺址不斷有新的發現。截至1937年,那裡就一共出土了「北京人」頭蓋骨5個、面骨6件、顱骨碎片15塊、下頜骨14塊、牙齒147枚,以及大量的頭後骨化石。因此,它也是世界上內涵最豐富、材料最齊全的直立人遺址。伴隨著遺址挖掘工作的進行,我們得以瞭解數十萬年前的「北京人」的生活。

我們的中學課本生動地刻畫了「北京人」的生活場景:白天,男人出門打獵,女人帶孩子採集果實;傍晚,大家帶著獵到的獵物、採到的果實回到洞中,一起點燃篝火,燒烤野物……然而,真實的「北京人」生活真的有那麼和睦美好嗎?

當時,一位來自德國的考古學家魏登瑞就發現有件事特奇怪。按理來說,人的頭骨跟四肢骨的數量比一般是1∶2。但發現的所有「北京人」的化石裡,卻出現了頭骨過多,而四肢骨的數量不夠的情況。排除各種可能後,他認為這些多餘的頭骨很可能是「北京人」進行同類相食的證據。而在這些頭骨與四肢骨上,似乎遺留著取食腦髓或骨髓後的破損痕跡。

不過也有考古學家認為,這些骨頭上的痕跡正好與食肉動物的犬齒相合,可能是鬣狗啃出來的。但這並不能排除「北京人」自相殘食的可能性。因為20世紀90年代,美國學者博阿茲等人運用電子掃描鏡技術重新觀察了「北京人」的第一代頭骨模型。他們從中找到了一些人工的石器切割痕跡,破損形態與「用石片來回鋸」產生的結果相符。這也意味著這是「北京人」的活動所導致的。可見,「北京人」的生活並沒有我們想象得那麼美好。

至於當時的人類有沒有開始用火,考古學家則找到了相應的證據。他們發現了大量的明顯燒過的動物骨骼和灰燼層。但這並不能確定,他們是否已經學會了有意識地用火。畢竟,自主地控制用火,對人類演化是十分重要的。不管怎樣,我們能明確的是,「北京人」真不是我們現代人的祖先。

那我們先來看看那個長久以來的誤解是從何而來的?

人們普遍認為,直立人主要生活在亞洲境內,生存年代從180萬年前一直到3萬年前。從還原的影像能看出,直立人保留了一些介乎於猿和人之間的原始特徵。比如腦袋的上窄下寬、額頭較為低平、嘴巴向前凸出等。而「北京人」作為亞洲直立人中的一支,是人類演化樹上的重要成員。有一種觀點認為,「北京人」所屬的直立人是具有地域性特徵的多型種。

各地區直立人之間的差異可能與當時的氣候環境造成的相對隔離有關。在地理隔離的情況下,東亞地區的直立人和非洲的直立人分別演化出了後代智人。從這個角度來看,北京直立人是中國智人的祖先。在這個基礎上,魏登瑞提出了「連續進化附帶雜交」的假說。該觀點認為,中國的古人類就是連續進化的,並且進化出共同的特徵。比如北京猿人與現代中國人有一些共同的特徵:出現在頭骨正中央的矢狀隆起、下頜圓枕、鏟形門齒等。這也是為什麼我們多年來一直認為「北京人」是現代中國人的祖先。

直到近年來分子研究技術的出現,才改變了這個觀點。根據分子人類學的研究成果,證明現代人於10萬~20萬年前在非洲東部出現。並且至少在6萬年前,他們才進入東亞。

這一觀點剛出現時,當時任職於美國得克薩斯大學的科學家金力並不同意。於是,他聯合了我國的科研單位進行合作研究。在此之前,人類非洲起源說的遺傳研究關注女性線粒體。這一次,他們則著重研究男性的y染色體。比如他們重點研究了染色體態形m168。結果是所有從現代中國人身上採集到的基因樣本,都有人類在非洲時產生的突變型m168。所以,金力也不得不承認,目前的基因證據並不支援現代中國人有獨立起源的說法。

他們認為,在4萬~10萬年前的東亞地區,很可能存在一個化石「斷檔」期。也就是說,這一階段的人類遺址非常少見。4萬~6萬年前源於非洲的現代人到達我國的南部,逐漸取代了當時生活在那裡的直立人種。有古生物學家認為,以「北京人」為代表的亞洲直立人只是人類演化過程中滅絕的旁支,沒有留下後代。

儘管「北京人」並不是我們的祖先,但它對研究人類早期進化有著不可磨滅的意義。通過對「北京人」的研究,我們發現他們當時的腦容量大約為1088毫升(現在人類為1400毫升),他們中有68.2%會在14歲前死亡,身高基本上在150~160釐米。然而,令人遺憾的是,當時從周口店遺址中發掘出來的5個頭蓋骨遺失了。

追溯這段往事,實在令人悲憤不已。日本全面侵華戰爭開始後,北京很快就淪陷了。當時為了保證頭蓋骨的安全,中國決定把五個頭蓋骨送往美國保管。結果很不幸,這批頭蓋骨在運送過程中遭到了日軍的攔截。等到戰爭結束之後,這批頭蓋骨卻下落不明瞭。

而它們的丟失,也成了考古學史上的世界奇案之一。

有人說它們還在協和醫院的地底埋著,有人說它們已經被送到了美國,也有人說它們被日本運回了國內,又或者是日本人不知其重要性,將它們毀壞了。不管哪種說法,這批「北京人」頭蓋骨就此消失在人間。如今博物館展出的「北京人」頭蓋骨是專家根據尺寸製作的模具。值得一提的是,當時發現第一個頭蓋骨的裴文中餘生都在尋找「北京人」頭蓋骨的下落。

1966年,裴文中在尋找了20年仍杳無音信後,又組織了對周口店的發掘。他最大的願望是「希望能再次從自己手中找到中國猿人的化石」。天不遂人願,這次僅發掘出了一塊額骨和一塊枕骨。這是目前僅有的少數的北京猿人頭蓋骨化石標本。

萬幸的是,關於頭蓋骨的大部分模型、照片和論文都被儲存下來了。還好,科學家能通過這些材料研究「北京人」的生活,揭開遠古人種的神秘面紗。當然,也希望消失的「北京人」頭蓋骨化石未來能回到我們的手中。

參考資料

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◎蔡曉雲.y染色體揭示的早期人類進入東亞和東亞人群特徵形成過程[d].上海:復旦大學,2009.

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◎張森水.從周口店早期工作看裴文中先生對史前考古學的貢獻──紀念裴文中先生誕辰90週年[j].第四紀研究,1994(04):330-338.

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◎博阿茲nt,喬昆rl.龍骨山:冰河時代的直立人傳奇[m].陳淳,陳虹,沈辛成譯.上海:上海辭書出版社,2011.

05人類除了聰明就一無是處?能跑死你家的狗也是一種能耐

人類,可以說是最喜歡挑戰極限的動物了。博爾特用9秒58完成了百米衝刺,成了地球上跑得最快的人。但說來讓人洩氣,這速度,竟還不及獵豹的二分之一。在人們的印象中,人類的運動能力在動物界基本不值一提。除了短跑比不過獵豹,人類登山還不如山羊、游泳不及魚類、爬樹不比靈長類,在力量上更是被各種動物碾壓。

所以人類除了聰明以外,就一無是處了?那倒未必,其實有一項運動人類就勝券在握,那便是長跑。在大家的印象中,長跑最厲害的哺乳動物就是馬了。那麼猜猜看,馬與人比賽,誰的長跑能力更強呢?

大約在40年前,英國威爾士的一家小酒館內,人們就曾為此事爭得面紅耳赤。當時就有人認為,長距離跑步人能跑贏馬。於是酒館老闆就較真地舉辦了一場「人vs馬」的馬拉松大賽。結果從1980年直至今日,這場比賽已經持續了幾十年,還成了威爾士的傳統。比賽賽程全長為35公里,參賽人與參賽騎手互為對手。

那麼人類究竟跑贏馬了沒?

2004年6月,人類首次獲得了勝利,以2小時5分19秒的成績擊敗所有的馬匹。2007年,人類再次勝出。儘管馬獲勝的次數比人類獲勝的次數多得多,但回顧整個比賽歷程,其實人類與馬匹之間的成績差距並不大。平均下來,最快的馬也只比最快的人領先十幾分鍾。

而且需要注意的是,全長35公里的賽程還遠不是人類的極限。但讓馬跑這麼長距離,就很容易造成損傷了。例如在威爾士人馬大賽中,馬匹就有專門的15分鐘獸醫檢查時間。說回人類,普通的馬拉松比賽全長就已達42.195公里了。除此之外,我們還有各種賽程長得變態的超級馬拉松。世上最長的馬拉松賽,也叫「超越自我3100英里跑挑戰賽」(全程約為4345公里)。這項超級馬拉松的標準是51天,算下來選手平均每天就要跑96公里(一般每天休息6小時),但參加的人還不少。其中,最快的選手只用了40天9時6分21秒便完成了賽程。也就是說,他平均每天都需要跑106公里,並且連跑了41天。

人類在速度上的劣勢,很大程度在慢速長跑的能力上被彌補回來了。所以論長跑,人類不敢說第一,也能擠進「之一」的行列。現在就有研究者認為,人類祖先就是長跑能手。而從進化的角度來說,我們不但適合長跑這項運動,長跑甚至還加速了人類的進化。這也正是「耐久奔跑假說」(endurancerunninghypothesis)。

在500萬~800萬年前,我們的祖先就與黑猩猩的祖先分了家,開始在地面上活動。從那時起,人類也慢慢學會了直立行走。而考古證據顯示,大概250萬年前我們祖先的食譜裡就出現了大量的肉類。這表明,早期人類就已經過上狩獵生活了。但另外的考古證據卻顯示,可投擲的石制尖長矛直到30萬年前才出現。而更加高階的武器,就出現得更晚了。比如弓箭,要到5萬年前人類才開始使用。

那麼,體能這麼差的人類祖先,究竟有什麼能耐獵殺草原上比人類更快、更壯、更大的動物?在石制尖長矛出現之前,早期人類能使用的武器都是極其粗劣的。其中最具殺傷力的,莫過削尖了的木棍。這些都是近戰武器,只能近距離使用。

所以那些肉類食物,究竟從何而來?

早期人類的狩獵生活就像是一個謎,科學家始終想象不出那是一幅怎樣的畫面。但「耐久奔跑假說」就可以為此破局。根據這一假說,早期人類主要是以耐力狩獵(persistencehunting)的方式來獲取肉類的。所謂耐力狩獵,簡單來說就是先把獵物追到精疲力竭,然後再近身獵殺。

即便博爾特火力全開,都難以追得上草原跑得最快的獵物。但擅長耐力跑的人類祖先,卻能靠長距離奔跑把獵物跑「廢」。事實上,這種狩獵方式,現今在一些原始部落裡仍未被淘汰。例如,生活在卡拉哈里沙漠的布希族人(bushmen)仍舊採用這種方式進行狩獵。

英國廣播公司(bbc)的紀錄片《哺乳動物的生活》(thelifeofmammals)中,記錄了布希族人耐力狩獵的全過程。影片中的獵人在40c的高溫下,連續幾個小時追捕大捻角羚。在烈日下長時間奔跑,那隻成年的大捻角羚最後只能四肢發抖、呼吸急促地倒下。眼巴巴地看著獵手不斷逼近,它卻再也無力迴天,只能安靜等待死亡。

事實上,這種狩獵方式很常見。

除了非洲布希族人,墨西哥的原住民塔拉烏馬拉人(tarahumara),也常常把鹿累癱再直接用手掐死。他們每天能跑80~130公里,所以也被譽為「奔跑族」。而澳大利亞北部的土著,則因對袋鼠「窮追不捨」而聞名。在沒有遠端狩獵工具的情況下,獵人們偶爾還會恢復耐力狩獵,例如西伯利亞的利科夫家族(lykovfamily)。

不過耐力狩獵並非一股勁地蠻跑,而是十分講究技巧。獵人們會更多地選擇跑與走結合的方式來完成狩獵。獵物在危急關頭下,會以最快的速度逃跑。但這種高速的狀態,並不能維持太久。狂奔一段時間,它們就需要放慢腳步休息降溫。而當獵物停下休息時,獵人就會逐漸追上來。

此外,獵人只要掌握追蹤獵物的技巧,就不會讓獵物跑丟。邊追逐邊追蹤,這個過程不斷迴圈,獵物最終只有死路一條。當然,對於耐力狩獵,人類的身體結構也為長跑提供了巨大優勢。2004年,哈佛大學的人類學家便發表了一篇名為《生而能跑》(borntorun)的論文。文中除了詳細描述了早期人類耐力狩獵的重要性以外,還列舉了一系列適應長跑的人類身體特徵。

首先,散熱問題幾乎是長跑最大的障礙。但我們在跑步過程中,卻很少會為過熱而煩惱。這是因為人類有著所有哺乳動物都豔羨的散熱系統——體表無毛且大量出汗。人類一小時最多可以排出3升的汗液,長跑3小時就會蒸發掉體重10%的汗水。體表大量的汗水,就像一個「水冷裝置」,可把熱量帶走。所以說,只要能夠補充水分,人類就幾乎不愁過熱的問題。

此外,體表無毛更是一大優勢。曾有科學家就推算過,如果原始人有濃密毛髮覆蓋全身,那麼在40c的高溫下他們只需持續奔跑10~20分鐘就會中暑。而反觀大部分哺乳動物的散熱方式,就非常低效了。它們不但體毛茂密,體表汗腺亦不發達,散熱能力非常有限。在奔跑過程中,散熱效率跟不上,就會導致動物體溫急速飆升。我們回過頭看那頭被布希族人追「廢」了的大捻角羚,其實就是因為過熱倒下的。

除此之外,四腿動物主要還靠喘氣散熱,但它們卻無法在奔跑的同時通過喘氣散熱。而人類就不一樣了,本身散熱效率就高還能邊跑邊用嘴巴呼吸。雪橇犬,可以說是最能跑的動物了,每天行進超過100公里。但它能跑長途也是有特定條件的,僅限於寒帶的冬季。如果將比賽地點換到赤道附近,那它們也很難完成長距離奔跑。實際上,雪橇犬在夏天的大多數時候都在休息,就是出於此因。

而人類除了散熱好以外,也有著適應長跑的各種身體結構。例如,我們就有著猿類沒有的發達頸部韌帶。這可以幫助我們在奔跑時穩定與平衡頭部。相對於其他動物,人類的腳趾趾節還短得不合常理。有研究表明,這麼短的腳趾對直立行走的用處並不大,但對長跑非常有利。光是腳趾長度增加20%,受試者跑步的機械工作量就增加了一倍。而我們的肌腱也比猿類強壯,它就像彈簧一樣,可幫助人類在邁步時儲存能量,進而大大地節省體力。再如人類有適合跑步的身體比例、利於減震的足弓、較窄的胸腔與盆骨、發達的臀肌等。以上種種,都是人類對跑步或是長跑的適應性特徵。

近年來也有研究發現,人類甚至還有「跑步高潮」這一生理機制。想必提起長跑,大家內心還是拒絕的,畢竟對體育課體能測試的恐懼還歷歷在目。但實際上,很多有長跑經驗的人都注意到了一個現象。那就是跑的時間長了,後半段的路程就不會那麼吃力了,甚至會有飄飄然的快感。原來人類在半小時左右的有氧跑後,大腦內啡肽(內源性鴉片)的釋放就會增加。這給跑步者帶來了欣快的感覺,並對消除負面情緒有一定效果。

當然,對於「耐久奔跑假說」,也有不少反對意見。其中最主要的便是耐力狩獵的風險過高。一旦狩獵失敗,自身消耗的能量就是個巨大的損失。但無論假說在人類進化歷程中是否成立,我們至少正視了自身奔跑的潛能。

人類不單隻有一個聰明腦子,還有一具適合長跑的軀體。

參考資料

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06人類褪毛簡史:為什麼我們沒有體毛?

毛髮,是哺乳動物的一個重要特徵。就算是看上去通體光滑的裸鼴鼠、大象、河馬,甚至是鯨類也不例外。儘管為了適應環境,它們已褪去了大面積的皮毛,但在一定程度上還保留著毛髮。

而在哺乳類動物中,人類的頭髮長度是其他動物無法企及的。細心的朋友應該都發現了這麼一個事實,那就是人如果不理髮,頭髮可以長到很長。但其他動物,即便從未學會剪頭髮這一技能,卻永遠不用擔心「拉屎要撩」的問題。例如人類的近親黑猩猩,它們一身濃毛總能保持一定的長度。

如果一輩子不剪,人類的頭髮能有多長?我想每個人都想過這個問題,但卻從未用實際行動驗證過。不過不要緊,喜歡挑戰極限的人類總能給我們一些參考答案。美國奇女子阿莎·曼德拉今年50歲了,但她卻有40年未曾剪過頭髮。2016年3月,她的頭髮就被吉尼斯世界紀錄認證,長達16.8米。但阿莎的頭髮長度是遠遠被高估的。

正常人類的頭髮的生長速度,大約是每個月1釐米。那麼,按40年沒修剪計算,她的頭髮大約為4.8米。即便再怎麼天賦異稟,也很難長到16.8米這麼長。更何況,人類頭髮的終極長度也不是這麼計算的。我們的頭髮並非無限生長的,每一根毛髮的壽命都是非常有限的。

除去為「禿頭」所累的人,人類毛髮的生長和脫落,都是呈週期性的。毛囊(hairfollicle)是產生毛髮的基礎單位。毛髮由毛囊內的細胞生長分化而來。頭髮能否堅守住陣地,還得看毛囊給不給它機會繼續「站崗」。人的身體共有約500萬個毛囊,其中100萬個分佈在頭部,10萬~15萬個位於頭皮。

毛囊位於皮膚裡,由各種激素、化學物質,以及生長因子等共同調控。而每個毛囊裡面住著一群毛囊幹細胞,是一個相當複雜的「迷你組織」。這些毛囊幹細胞,就像毛囊周圍細胞的媽媽,能不斷分裂,給生長中的毛囊提供著源源不斷的細胞。而這些新細胞,則可以分化為毛髮、皮脂腺、黑色素細胞、平滑肌細胞等,具有多重分化的潛能。所有毛囊的生命週期,都可分為生長期(anagen)、衰退期(catagen),以及休止期(telogen)。

正常健康的成人頭皮,有90%~95%的毛囊都處於生長期,1%進入衰退期,5%~10%為休止期。顧名思義,生長期內毛囊細胞是最為活躍的,此期可持續2~8年。在這個時期內,毛囊幹細胞會大量分裂、分化,毛髮呈快速生長狀態,生機勃勃。而過了生長期,毛囊就會迎來2~3周的衰退期。在這個時期,毛囊裡的細胞也開始程式性凋亡,毛髮不會再變長。此外,髮根還會從皮下組織被推擠到毛囊幹細胞的附近,毛囊也由長變短,體積縮小。

當細胞凋亡停止之後,毛囊便會進入長達2~3個月的休止期。這時,頭髮與毛囊的連線將不再緊密,可以說是已經「死了」,隨時有脫落的危機。而且,因為黑色素生成下降,我們還可以看到髮根是白色的。但對於毛囊這種週期性組織而言,死亡也意味著重生。在成熟哺乳動物中,毛囊是唯一具有自我再生功能的結構。當一個毛囊完成一個生長週期之後,只會稍作休息,便在適當的訊號刺激下進入下一輪的生長期。一段時間後,在同一毛囊內會再長出第二根頭髮。原本還在堅守陣地的舊毛髮也可以徹底退休,由新長出的毛髮接替上崗。

所以在休止期進入下一輪生長期的時間段,頭髮也是最容易脫落的。梳子一梳、手一抓、水一衝都會自然掉落。其實我們人類,每天自然脫落的頭髮就能達到100根。但與此同時,也有相應的100根頭髮開始進入新的生長週期。所以說,在理想狀態下,我們的頭髮數量會穩定地保持在10萬~15萬根的。

下次洗頭時(尤其是幾天才洗一次頭時),如果你有大把大把地掉頭髮的現象,那也不用過分驚慌。這可能只是正常的新陳代謝。其實,從上面介紹的毛囊週期可以看出,在衰退期和休止期,頭髮是基本不會變長的。換句話說,毛囊生長期的持續時間決定著毛髮的長度。生長期越長,我們的頭髮便越有可能長得更長。一般而言,人類頭皮的毛囊生長期不過2~8年。所以說,頭髮能夠達到的長度其實是有限的,幾米的長度差不多就觸及極限了。而在同一個部位,毛髮的週期則大致是相同的。

同樣受限於生長週期的調控,我們身上其他部位的毛髮長度也是有限的。例如,你的手毛、腿毛、睫毛,以及眉毛等只有30~45天的活躍生長期。所以這些部位毛髮的掉落速度更快,只是因為體積太小,我們很難注意到罷了。這也是這些部位的毛髮在沒有修剪的情況下,也不會繼續長得太誇張的原因。

同理,其他哺乳類動物的毛髮也有著類似的生長週期,只是週期長與短的問題。因為有些哺乳動物的毛髮生長週期很短,所以它的毛還沒長到特別長時就已經掉落了。養寵物的朋友,應該就深有體會。寵物掉毛,是個永遠都無法解決的問題。「一年掉兩次,一次掉半年」的調侃正是這麼來的。

那麼問題來了,為什麼文章開頭的奇女子阿莎的頭髮可以長到16.8米這麼長?這可能是因為她扎的是髒辮,長的只是辮子而非每根頭髮本身。這種髒辮的模式,其實可以讓頭髮在頭皮上更好地堅守陣地。即便一根頭髮脫落了,辮子也總能將其與另外一些尚未脫落的捆綁在一起。日復一日,她的頭髮才積累到了如此誇張的長度。

所以在吉尼斯紀錄中,她打破的是「世界上最長的長髮綹」紀錄,而不是「世界上最長的頭髮」紀錄。

而真正獲得吉尼斯紀錄認證「世界上最長的頭髮」的,則是1969年出生在中國的女子謝秋萍。2004年測量時,她頭髮長度就達到了5.627米,不是綁辮子的那種。事實上,成年人體表覆蓋著約500萬根毛髮,這個數量與成年大猩猩體毛數是大致相等的。但不同的是,人類身體上大多數毛髮是幾乎看不見的汗毛。而剛好相反,我們頭頂則是長滿了長毛。人類與猿有著共同的祖先,但在漫長的進化中人體卻褪去了體毛,變得通體光滑。

現在主流的說法認為,人類生活在非洲大草原每天都需要忍受陽光的直射。為了在烈日下追逐獵物時方便散熱,人類體毛喪失。早期人類習慣用跑馬拉松的方式,把草原上的獵物追到精疲力竭,最後才給它致命一擊。現在非洲布希族人、澳大利亞土著,以及美洲印第安人的某些部落,仍採用這種「窮追法」捕獵。

曾有科學家推算過,在太陽直射的高溫下,有濃密毛髮的早期人類只需持續奔跑10~20分鐘就會中暑暈倒。因為全身披毛,會使身體無法快速散熱。為了適應環境,人類才褪去厚重的體毛,並演化出發達的汗腺。而又因為頭頂烈日,我們的頭髮則保留了下來,以保護珍貴的大腦不至於過熱。

於是,現代人類才成了頭頂長毛,卻全身赤裸的模樣。

但說出來扎心,即便只剩頭頂這一塊長毛,人類還是在為脫髮問題而頭疼。現在還有頭髮的,就且剪且珍惜吧。

參考資料

◎吳汝康.關於人類體毛稀少的假說和評論[j].人類學學報,1987(1):69-73.

◎莫利斯.裸猿[z].何道寬,譯.上海:復旦大學出版社,2010.

07明明卵生也能傳宗接代,為何人類非要忍受胎生的煎熬?

想必大多數人小時候都思考過一個問題:我是從哪裡來的?不少人從父母那獲得的答案也五花八門,有天上掉下來的、垃圾堆裡撿的、石頭裡蹦出來的,等等。直到長大後,我們才清楚是母親經過十月懷胎生下了自己。可能有人會好奇,人類為什麼要選擇胎生呢?明明產卵下蛋能繁衍後代,為什麼非得經歷一段更痛苦的過程呢?對於這個問題,大多數人都只知道哺乳動物是胎生,鳥類、爬行類、昆蟲和兩棲動物則是卵生的。

那麼,如果問你,鯊魚是卵生還是胎生,你能答出來嗎?除此之外,還有什麼特殊的生殖方式嗎?

要弄清這些問題,還得追溯到脊椎動物生殖方式的進化。從現今發現的化石來看,最古老的脊椎動物應該是無頜類動物。由於它們結構簡單且低階,所以雌雄同體的有性生殖方式就足以讓它們進行種群的繁衍。如今仍採取雌雄同體有性生殖方式的有蝸牛、蚯蚓和水蛭等無脊椎動物。

到了泥盆紀(距今3.5億~4.1億年)時期,地球上的魚類出現了高度的多樣化。因此,這一時期也稱為魚類時代。那時,大多數魚類已經是雌雄異?體了。不只如此,魚類還進化出了硬骨魚類和軟骨魚類這兩大支。根據自身構造的不同,魚類也衍生出了不同的生殖方式,並沿用至今。這當中,大多數硬骨魚類採用的生殖方式是卵生,即通過產卵的方式來繁殖。

我們日常生活中常見的魚子就是魚類產下的卵。當母體的卵受精後,受精卵可以在體外獨立發育。而在發育的過程中,胚胎的營養物質全由卵黃來提供。經過一定的孵化後,新個體會破殼(卵)而出。其實不光大部分魚類是卵生,我們常見的鳥類、爬蟲類,以及昆蟲幾乎都是卵生動物。

然而,大多數軟骨魚類和少數硬骨魚類卻進化出了另一種特殊的生殖方式:卵胎生。顧名思義,卵胎生是一種介於卵生和胎生之間的生殖方式。也就是說當母體產完卵之後,會把卵繼續留在母體生殖道內,直到它發育成新個體後才從母體中產出。那麼,同是魚類,是如何進化出不同的生殖方式的呢?

按照魚類淡水起源說,海生的軟骨魚類和硬骨魚類均起源於淡水。它們的祖先需要經歷從低滲的淡水環境進入高滲的海水環境的過程。為了保持體液的平衡,它們採取了不同的滲透調節機制,也就有了生殖方式差異。其中,軟骨魚類借母體的滲透調節機制,使受精卵在體內發育,以此避開高滲的海水環境,提高胚胎的成活率。比如白斑星鯊每次可產10餘尾,尖頭斜齒鯊每次可產6~20尾。

這些軟骨魚類的胚胎發育時,仍然像卵生動物那樣依靠卵中含有的卵黃來生存,因此稱為卵胎生。而對絕大多數硬骨魚類而言,它們仍舊將卵產於體外,任由其孵化。但受到光照、溫度、鹽度、溶氧量等環境變化的影響,卵的孵化率和魚仔的成活率非常低。況且,子代與親代的聯絡往往不親密,甚至有些母體在缺少食物時會吃掉自己的卵。

出於生存的壓力,卵生的魚類只好不斷地拼命產卵。比如一條鯉魚每次能產10萬~50萬粒卵,翻車魚每次能產高達3億粒卵。幸好這些卵存活下來的機率非常低,不然水域早就被堵得「水洩不通」了吧。卵胎生除了有利於繁殖後代之外,也不會像卵生那樣消耗大量的能量。因此,不少科學家認為卵胎生是脊椎動物在生殖方式上從低階向高階進化的首次嘗試。

但目前已知的卵胎生動物比較少,比如部分蝮蛇、胎生蜥蜴、銅蜓蜥、大肚魚、孔雀魚、大部分鯊魚等。到了泥盆紀晚期,兩棲類動物也逐漸繁盛了起來。由於兩棲動物的卵能產在池塘、沼澤、稻田或溪澗等較為隱蔽的地方,卵的孵成率和幼仔的成活率也相對更高。

大概是沒有像魚類那樣大的生殖壓力,兩棲動物產卵的數量相對不大,也幾乎沒能進化出更為特殊的生殖方式。挑起生殖方式大革命重任的當屬石炭紀(距今約2.95億~3.54億年)晚期出現的爬行類動物。當時,原始的爬行類動物擺脫了對水體的完全依賴,真正完成了征服大陸的歷史過程。既然爬行類動物陸地生活的問題已基本解決,那麼如何徹底擺脫水的限制來繁殖後代就成了頭等大事。此時,羊膜卵在優勝劣汰中應運而生。

與魚類產下的膠膜卵不同,羊膜卵外面有一層較厚的石灰質外殼。這層殼不光能防禦損傷,還能減少卵內水分的蒸發並阻止細菌對卵的侵害。卵中具有一個很大的卵黃,能供應胚胎發育所需要的營養物質;此外,它有許多細小的小孔,可以讓氧氣滲入並讓二氧化碳排出。這樣保證了胚胎在發育過程中能夠進行正常的氣體代謝。當胚胎發育到一定階段後,圍繞著胚胎會逐漸形成羊膜,羊膜圍成一個腔,充滿羊水。之後,胚胎就能在相對穩定、特殊的水環境中完成各階段的發育。

因此,爬行動物的卵再也不用產在水中,在乾燥的陸地也能照常孵化出下一代。可以說,羊膜卵的出現為脊椎動物登上陸地和繁殖後代創造了必需的條件。它也被視為脊椎動物真正征服陸地的一個重要里程碑。

等到了侏羅紀(距今1.37億~2.05億年)時代,包括恐龍在內的爬行類動物更是達到了巔峰。它們不光佔據了海陸空,還在地球上稱霸1.2億年之久。然而,據資料顯示白堊紀末期(距今約6500萬年)發生了一次小行星撞擊地球的特大災難。當時地球上95%的生物滅絕了,宣告著恐龍時代的結束。

大約到了新生代(距今6500萬年),才又大範圍出現了鳥類和哺乳動物。涅槃重生後,動物的生殖方式也比之前更為高明一些。鳥類仍是採用卵生的生殖方式,但產的卵具有堅硬的外殼,能夠更好地保護胚胎,大大提高了存活率。類似地,卵生動物產卵時也進化出了一定的保護機制。比如,蟾蜍卵表面有膠性蛋白可防止水分丟失,還產生了有吸收熱能作用的黑色素。

而有些魚類、昆蟲則通過分批產卵來適應江河湖水質的變化,甚至還通過卵黃物質的多寡來調節發育形式以適應環境。比如,蜘蛛將卵產於蛛絲編織成的卵袋中以更好地保護卵;蚯蚓將卵產於由環帶形成的蚓繭內以更好地保護卵。此時,哺乳動物也通過一種胎生的生殖方式開始稱霸整個新生代。所謂的胎生指的是受精卵待在母體內的子宮裡發育成熟並生產的過程,也就是我們人類的繁殖方式。當胚胎發育時,它會通過胎盤和臍帶吸取母體血液中的營養物質和氧。同時,它還能將代謝廢物送入母體,直至出生時這種交換才停止。

胎生為胚胎提供了保護、營養,以及穩定的恆溫發育條件。這樣能保證酶活動和代謝活動的正常進行,最大程度降低外界環境條件對胚胎發育的不利影響;子宮中的羊水能減輕震動對胎兒的影響;胎兒出生後較長時間的哺乳和照顧,保證了後代較高的成活率。雖說對於哺乳動物而言,胎生的成活率也比較高,但劣勢是一次生產的個體少,孕育週期比較長。比如大象懷孕週期就長達約20個月。況且,孕育期間母體一旦出現危險,往往會導致一屍多命的結果。

哺乳動物的種群數量增長速度遠遠低於魚類、鳥類動物產卵的速度,那麼哺乳動物為什麼還要選擇胎生呢?目前的研究認為,哺乳動物這樣做的原因在於:它在保證繁衍後代的同時,能有更多的時間去尋找食物,而不是伏在卵上孵卵。

出於自然選擇的壓力,哺乳動物也進化了一種特殊的結構來加強胚胎在子宮內的發育。胚膜變薄使胚胎與子宮內膜緊密接觸,最終形成胚胎直接從子宮內膜獲得營養的特殊結構,也就是胎盤。胎盤上有數以千計的指狀凸起,它們像樹根一樣插入子宮內膜,極大地擴充套件了吸收營養的表面積。

以人類為例,整個胎盤的吸收表面積約為一個人皮膚表面積的50倍。更厲害的是,胎盤能選擇性地吸收有利於胎兒健康生長的物質。比如人類胎盤在形成後可分泌大量蛋白和甾體激素,能代替卵巢和垂體促腺激素的作用,成為妊娠期間一個重要的內分泌器官。因此,胎盤的出現保證了哺乳動物的高效繁衍。這種效果是卵生方式遠遠達不到的。而哺乳動物也正因這種較為「費勁」的結構而生生不息。

此外,一旦哺乳動物的基數大了,胎生的繁殖速度就會異常驚人。比如19世紀澳大利亞的兔子在20年的時間由最初的幾對繁衍了數十代,達到數億隻。除此之外,一些體型較大的鯊魚(如沙條鮫科、真鯊科、雙髻鯊科)和哺乳動物一樣,幼崽在母體的腹中成長,靠胎盤和臍帶獲取營養。

看到這裡,我們大概瞭解了脊椎動物從卵生、卵胎生到胎生的進化過程。由於時間太過久遠,指不定未來還會發現怎樣的化石。所以,這看起來理所應當的進化順序一直存有爭議。

傳統觀點認為,卵生是生物祖先的繁殖方式,之後再由許多種生物進化為卵胎生或胎生。這方面的研究較多,其中最為經典的是對具有雙重生殖方式的胎生蜥的研究。結果確實顯示卵胎生應由卵生進化而來。另一種觀點則相反,認為胎生出現較早,卵生是次生演化。但是支援這種觀點的學者較少。

21世紀以來,一項關於魚類最早的胎生化石的重大發現有可能顛覆人們的認識。研究發現在,生物進化過程中,卵生和胎生是同時發展,而不是有先有後。2008年,澳大利亞的科學家在科學雜誌《自然》(nature)上發表文章,宣稱他們發現了一具3.8億年前的海洋古魚類化石,上面定格了一條魚媽媽正在胎生分娩小魚的瞬間。這塊化石上,魚兒的臍帶清晰可見,不僅如此,臍帶上還連著剛生下的魚寶寶。

這塊魚化石上正在分娩的魚,被認為是迄今為止最古老的魚媽媽。它將大大改變人們對脊椎動物胎生的傳統認識,成為繁殖生物學的一大新發現。

不管怎樣,我們大概能總結出這麼一個趨勢:像卵生這樣相對簡單的方式,懶得在子代與親代的聯絡上花時間。但因子代的成活率低,反倒更需要消耗大量的能量進行產仔;反過來,胎生這種看起來更復雜的繁殖方式,花在子代與親代的聯絡上的功夫更多,但更高的存活率也彰顯了「磨刀不誤砍柴工」的智慧。

畢竟比起量變,質變更可能出奇制勝。

參考資料

◎志琨,史愛娟.魚類的生殖策略漫談[j].化石,2013(04):45-50.

◎蓋志琨.胎生真的是從哺乳動物開始的嗎?——3.8億年前的魚化石改寫脊椎動物的胎生歷史[j].化石,2013(03):14-20.

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