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第1章 疯狂的进化: 从猿人到智人,拢共分几步?(第1页,共2页)

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01为了成为“行走的表情包”,人类究竟做了多少努力?

喜怒哀乐,是我们每天都在呈现的表情。那么人类的面部究竟能传达出多少种独特的表情呢?一项科学研究给出的答案是:至少21种。

“面带微笑的厌恶”“悲痛的愤怒”“开心的惊讶”等,真不愧是“行走的表情包”。研究还指出,人类在做表情时,表现出了惊人的一致性。

比如在表达快乐表情时,99%的志愿者会扬起面颊肌肉,延伸嘴角。那么,为了拥有如此丰富的表情,人脸究竟在进化的过程中做了哪些努力?其他动物的表情又是怎么回事呢?比如狗狗的“无辜脸”真的表示内疚吗?

说出来你可能不信,人脸的进化史极有可能是一部“打脸”史。

美国有一项对人类祖先南方古猿的研究,结果如下:

人脸之所以长成现在这样,是为了减少在“被打脸”过程中所造成的伤害。像下颚、颧骨、鼻梁和眼眶骨架等容易被打的地方,都变得更加坚硬。虽说新研究还未盖棺定论,但它也给我们研究人脸及其表情的进化提供了新思路。事实上,我们与生俱来的表情跟人脸的进化有着密切的关系。

仔细观察,你就会发现我们和古人类最大的区别在于眉脊。没错,古人类那鲜明而突出的眉脊,是我们所没有的。过去大部分观点认为眉脊是用来稳定人类的头骨,以此帮助人类咀嚼的。可研究发现,就算削掉眉脊也不会影响正常的咀嚼。科学家认为没有实际功能的眉脊,具有某种社交功能——类似于其他灵长类动物,用来展现社会支配地位。或许是坚硬的眉脊没法表达很多的意义,所以就逐渐退化了。在我们现代人看来,失去这样的眉脊可能会让我们看上去较为友好。与此同时,平坦、竖直的前额让我们的眉毛变得更富有表现力。

我们能巧妙地移动眉毛,以此来传达我们内心的小心思。比如双眉上扬表示欣喜或惊讶,单眉上扬表示不理解或者疑问,眉毛下拉则代表有点儿小生气,皱起眉头更多是不同意的意思,等等。那么你有没有想过,“爱秀”的眉毛究竟有什么用处呢?

过去人们认为,它可以防止水和细微的碎屑进入眼睛。可你有没有发现,那些眉毛稀疏,甚至没有眉毛的人也未受到影响。最近的研究发现,眉毛的作用是用来传达表情的。现代人能拥有社交所需的庞大表情系统,很大程度上是眉毛的功劳。

其实大约在20万年前,人类才进化出了灵活的眉毛。

那个时候,人类社会正处于重大的变革中。其中最主要的是,没有亲缘关系的人类群体开始合作了。我们的祖先不再局限于有血缘的合作,而开始了与非家族成员的协同合作。此时,人类祖先开始通过眉毛表达出更多的情绪,尤其是友好。这帮助我们的祖先在竞争残酷的原始社会中更好地存活下来。

如今我们现代人传情表意很多都在眉毛的小动作里。喜上眉梢、眉飞色舞、眉开眼笑、低眉顺眼、愁眉苦脸等都展示着你的情绪和状态。除了眉毛,人类独有的眼白也为我们表情系统的发展做出了巨大的贡献。别以为眼白只是人类拿来翻白眼用的,它可大有用途。

眼白也叫作“巩膜”,是眼球表面包裹着的一层不透明的纤维状保护层。不光人类,很多动物也有巩膜这一构造。与人类不同的是,动物的巩膜一般很难被发现。在自然界中,视线是一个很重要的信息。比如,对于大多数猴子来说,四目相对其实是发起攻击的前兆。但如果看不出来对方是否在盯着自己,就无法预判危险是否要来临。因此,巩膜和眼睛本身的颜色应该相近,以此避免因暴露视线而遭到攻击。就连狗、大象、马也有部分白色的巩膜,但大多时候都被它们隐藏起来了。

那么,作为唯一拥有大面积眼白的生物,人类难道就不怕暴露自己吗?怕归怕,但人类很快发现了眼白的好处,并对此加以利用。原因在于,人类的非血缘协作增加后,就必须提高沟通和合作的效率。光有上文提到的眉毛是不够的,还必须有其他表达情绪的器官。此时,失去巩膜的色素,拥有眼白无疑是好的选择。眼球本来就是深色的,配上雪白的巩膜,就让人眼的活动变得更加清晰。

实际上,人类眼球的转动是由眼外肌支配的。眼外肌由眼球巩膜上附着的六条肌肉组成,能使眼球随意转动。也正因如此,人类才出现了“翻白眼”“看眼色”“使眼色”等表达情感的动作。如此一来,同伴往哪里看,有什么小心思,你就能看得明白了。有了眼神的交流,我们的祖先在合作共赢上就会变得更容易。所以,不管眼球是哪些颜色,我们人类的巩膜都是白色的。

看到这里,你已经了解了眉毛、眼白的作用就是产生表情了。不过,人类要想更为精准地表达意思,还必须实现整个脸部的联动。比如全世界通用的“生气脸”,就是皱着眉、噘着嘴、张大鼻孔、眯着眼等。就算从没见过发怒表情的盲童,发怒时也会做出与其他人一样的表情。与面部肌肉组织舒展的表情相比,愤怒的表情使人看起来更加“强壮”。这似乎在告诉对方“我要反击了”,以威慑对手。

又比如在神经学家杜尼·德博洛看来,发自内心的笑不光要抬起上唇,露出牙齿,还要使面颊向上隆起,让眼周皮肤起皱。尤其应该多注意眼部活动,看是否发出标志性的“眨眼”动作。如果一个人的眼部肌肉没有出现任何收缩的迹象,我们很容易感受到这个笑容是假的。

我们在恐惧的瞬间表现为:眉梢上扬、瞳孔扩大、眼光发直、嘴张大。不难看出,由于人脸不断地进化以及整体的联动,我们才形成了完整的表情系统。时至今日,我们还倾向于根据这一套表情系统来判断动物的情绪。你一定见过眉弓内侧向上抬起形成的“无辜狗狗眼”。你的狗抬头看着你,露出眼白,耳朵耷拉着垂在脑后,舌头舔着空气,露出不知所措、委屈的表情,你下意识地以为它是因为做错了事而内疚。

然而2009年的一项研究发现,狗狗表现出“内疚”的表情其实是在表达它们的恐惧。这种“委屈脸”大多出现在它们被主人责骂的时候。

至于狗狗是否有内疚这种情绪,科学上还没有足够的证据给予肯定。但以后如果它露出了“委屈脸”,请记得它那是在害怕。因为它可能记住了你呵斥时的动作、表情和语气。

既然狗狗不会内疚,那它们是真的在冲我们笑吗?嘴巴张开,嘴唇向后咧着,有时舌头伸在外面,狗狗的笑容真是灿烂而可爱。很抱歉,目前也没有证据显示,狗会像人类一样,用这个表情表达自己的快乐。不只是狗,很多动物的行为我们都会用人类的习性来解释。比如背对着你坐着的猫并非嫌弃你,可能只是它不想盯着你而已。

看来,人类为了成为“行走的表情包”,还充分发挥了“脑补”的能力。谁还能想起,当初人类的面部曾经如面具一样地生硬。经过了上百万年的演化,我们能拥有传达出20余种不同表情的能力。恐怕数字时代再多的表情包,也没人类面对面的表情来得生动吧。

参考资料

◎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.情绪的解析[m].海南:南海出版公司,2008.

◎达尔文.关于人以及动物表情[m].浜中浜太郎,译.东京:岩波文库出版社,1931.

02动物都有固定发情期,为什么人类却一年365天都在发情?

“春天来了,万物复苏,又到了动物们交配的季节。”

赵忠祥老师在《动物世界》中告诉我们,几乎所有雌性动物都有一个固定的性欲冲动期。在生理上,雌性动物的乳房、生殖器官会肿胀,身体散发特殊气味等。它们不但会接受雄性的求偶,还会故意做出各种撩人的姿态,吸引异性。

这正是我们常说的“发春”,也叫发情期。而在其他时间里,雌性动物都是几乎不接受交配的。不过,动物“发春”并不一定要在春天。动物发情期的选择主要取决于什么时候交配,更有利于下一代的繁育。综合考虑妊娠或孵蛋所需的时间,它们会选择最适宜的时机发情,以提高后代的成活率。

而如何判断发情时机,需要外部环境提供信号。气温、光照时长、食物等合适的外部条件,都可能会促使雌性进入排卵周期。例如,一只年轻的雌性野猫需要大约12个小时的日光,才能触发它的发情期。

猫的孕期很短,只有两个月。而这也意味着,在野外的猫很少在冬天怀孕。毕竟天寒地冻下,幼猫夭折的概率是极高的,任哪只母猫都不希望白忙活一场。?于是春天一到,野外母猫便开始集体叫春,同时迎来一股“幼猫潮”。另外,如果动物的孕期较长,它们就会选择在秋冬发情,例如斑马、牛羚、山羊、绵羊等。

回到正题上,人类的发情期又怎么说?严格来说,人类女性并没有明显的发情期。一方面女性在排卵期和非排卵期,都会产生性欲和发生性行为,不会产生明显的性欲波动。另外,别说男性无法察觉女性的发情的特征了,就连女性自己,也感受不到自身欲望的变化。

虽说,人类也确实存在着生育高峰期。例如我国1989年的一份研究显示,1946—1981年里,婴儿集中出生在10月,其次是11月和12月。将时间线往前推10个月,我国妇女们集中怀孕的时间也就集中在了春天。那么,这会是人类发情期的线索吗?

很遗憾,生育高峰期与想象中还是稍有区别的。综合其他统计可以发现,不同地区的生育高峰期有着很大的区别。通过对130多个国家和地区的大量数据分析,科学家发现了一个终极规律。那就是在重大文化庆祝节日的时候,人们的性欲往往会达到顶峰。因为,这些节日总是伴随着假期。大家都可以卸下工作的重担,终于有空办正事了。

例如,在中国,春节长假期间怀孕的人数最多。而在美国,圣诞是最长的假期,对应的怀孕率也是最高的。反正只要一有空,人类就要开始造人,于是才会在十个月后出现一股“婴儿潮”。所以换种说法,人类这种生物一年365天,天天都在发情期。那么问题来了,人类女性为什么失去了明显的发情期呢?

其实,这也叫作“隐藏排卵期”(concealedovulation)。不过,从其他动物的角度看来,人类隐藏排卵期确实是一件非常搞笑的事情。我们现在可以看到,许多备孕的女性都需要用体温计、外加掰着手指头才能勉强计算出排卵期和安全期。而且,这些方法准确率还不高。所以,这也被戏称为“薛定谔的排卵期计算法”——不到怀上的那一刻,都不知道自己算准了没。

于是,我们总能看到一大堆女性备孕失败的同时,也总有一大堆女性避孕失败。而要想更准确地知道女性是否处于排卵期,还得去医院照个彩超检测排卵,极其麻烦。

但反观其他动物,有清晰的发情期特征指导,繁衍后代就非常方便了。对雄性动物来说,能准确识别雌性的排卵期可谓头等大事。因为只有抓准了雌性的排卵期,才能让自己的基因更加高效地遗传下去。而在交配这件事上,除了人之外的雌性动物都是非常配合的。只要一排卵,绝大多数雌性动物都会立即表现出各种发情期特征。

这也让动物们交配以及受孕的成功率大大提高。它们基本上可以做到“一击命中”,根本不需要浪费这么多心思去备孕。不过,作为人类,也不用为此伤神。毕竟从基因延续的角度看来,两性不但是合作关系,还存在着各种明争暗斗。人类女性选择了隐藏排卵期,反而是一种更聪明的繁殖策略。

而这,还需要从漫长的两性之争说起。

在不考虑成本的情况下,动物都希望将自己的基因传播得尽可能广。而在理想的状态下,母方出卵子、父方出精子。这种一起合作,将双方基因延续下去的游戏本该是公平的。但自从雌性成了下蛋或产崽主力军的那一刻起,这场“基因延续竞赛”中雄性似乎就一直处于上风。因为我们可以在自然界中看到,许多物种本身都是不存在“父方亲代投资”的。

对于所有的4000多种哺乳动物以及200多种灵长目动物而言,受精和怀孕都是在雌性动物体内完成的。其中绝大多数小动物,刚出生甚至还没出生,就犹如“丧父”。雄性只提供了精子,什么都不用做就能获得一个携带自己基因的幼崽。而雌性除了漫长的怀胎之外,还需独自照料后代长大,耗费的精力是巨大的。

除此之外,在雌性悉心照料幼崽期间,雄性还可以继续找其他的雌性交配,为延续自己的基因疯狂“播种”。所以,在人类的猿类近亲中,我们可以看到无论是黑猩猩,还是大猩猩,雄性都会用武力抢夺配偶。

在猿群中,一般只有首领雄性才有与其他雌性交配的权力。而这种首领雄性,体格往往也是最强壮的,拥有着最庞大的“后宫”。这也是我们常说的一夫多妻制。雄性繁殖成功的关键是如何垄断更多雌性配偶,保证自己的繁殖地位。而进化早期的人类,也经历着同样的社会形态。

但今时不同往日了,人类社会基本已经走向了一夫一妻制。哪怕在原始狩猎、采集人群中,都有接近80%的家庭是属于一夫一妻制的。那么,我们是如何从首领独占老婆,发展到如今一夫一妻制的?

女性隐藏排卵期,很可能是早期人类从一夫多妻制走向一夫一妻制的关键。“父方亲代投资”假说认为,母方隐藏排卵期能让父方承担起抚养后代的责任。如果雌性不再发出发情信号,那么雄性将无法检测到它们排卵的准确时期。也就是说,雄性也不知道雌性究竟是否成功受孕。而这也导致了雄性的繁殖策略有所改变,从原来与多个雌性交配,变成不得不和一个雌性多次交配。

除此之外,没有了发情期特征的指导,雄性还将面临一件更加苦恼的事情,那就是父系不确定。如果雌性有发情期,那么雄性只需在雌性发情期内与其交配,并在这一时期防止雌性与其他雄性交配即可。因为发情期一过,雌性就会主动拒绝一切雄性的求爱。

但雌性失去发情期,变得随时随地可以交配怀孕,怎么防止其他雄性乘虚而入就成了大问题。也就是说,雄性需要一直守在雌性身边,才能确保孩子是自己亲生的。而有了雄性的陪伴,雌性也不再是独自抚养后代了,“父方亲代投资”加入。要知道相对其他哺乳类动物,人类婴儿并没有那么好养活。

具有重要意义的直立行走,使雌性的产道变得更窄了,因而很容易发生难产。于是在自然选择的压力下,人类婴儿几乎都成了“早产儿”,婴儿死亡率极高。所以,女性就不得不花更多的时间和精力照顾孩子。而在亚马孙雨林原始部落得到的结果是,死了父亲的婴儿的死亡率非常高。如果多了父方的照看,婴儿的存活率自然会大大提升。

尽管婴儿的死亡对父方和母方来说都是一种打击,但这种打击对母方来说也更加致命。而在这场“繁殖竞赛”里,人类女性通过隐藏排卵期将父方锁在自己身边,才算扳回了一局。所以从某种程度上来说,这很可能促成了现今人类社会的一夫一妻制。

当然,“父方亲代投资”只是解释人类隐藏排卵的一个假说。也有的学者认为,人类女性隐藏排卵是为了减少“杀婴事件”的发生。而这个假说,则可以从倭黑猩猩身上找到一些证据。事实上,除了人类以外,灵长类中的倭黑猩猩也会隐藏排卵期。只是,雌性倭黑猩猩隐藏排卵期的方式与人类刚好相反。它们不是不显示发情期特征,而是长时间地显示出发情期特征。

在许多物种里(特别是雄性竞争更激烈的物种),杀婴行为是新生儿最大死因。例如,大猩猩幼崽的死因,起码有1/3是雄性的杀婴行为。大猩猩群体中的首领雄性一“登基”,就会把旧首领刚出生的后代杀掉。因为一般情况下,动物哺乳期是不发情的,分泌乳汁会使排卵受到抑制。但若孩子没了,雌性就不用再分泌乳汁了。所以雄性大猩猩会把嗷嗷待哺的幼崽杀死,好让雌性再次进入发情期,尽快怀上自己的孩子。

那么,雌性该如何规避雄性这残暴的杀婴行为呢?

一些雌性动物采取了一种奇特的应对方式,那就是“滥交”。雌性通过与多个雄性交配,好让雄性难以分辨哪些孩子才是自己的。而为了避免误伤,雄性杀婴行为便会减少。例如,雄性倭黑猩猩就是极少数不会杀婴的灵长类动物之一。而倭黑猩猩也常被称为“性观念”最开放的动物,因此雄性更不易识别出哪些孩子是自己的后代。

但倭黑猩猩隐藏排卵的方式,与人类不同。尽管灵长类的排卵周期没有什么区别,但雌性倭黑猩猩却更长时间地表现发情期的特征。而这同样能达到隐藏排卵期的效果。它们的外阴有50%的时间都处于肿胀状态。这犹如一个虚假广告,让雄性倭黑猩猩前赴后继地与之交配。人类隐藏排卵期的策略被看作“淑女模式”,而倭黑猩猩的隐藏排卵策略则被看作“荡妇模式”。

当然,上面所说的两种理论并非互相矛盾的。

在人类进化历程中,它们很可能都起了非常重要的作用。无论哪种模式,都是行之有效的。人类开始双方照料婴儿,男性也从无止境的雄性间的暴力互殴中解脱。而人类现在拥有的“美好爱情”,或许也正是源于女性迈出的这一大步。

参考资料

◎瘦驼.春天来了,“发春”还远吗?:果壳网[eb/ol].[2016-02-04]/article/441168/.

◎陈瑞,郑毓煌.进化的女性生理周期:波动的繁衍动机和行为表现.心理学进展[j].2015.

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

◎戴蒙德.性趣探秘——人类性的进化[m].上海:上海世纪出版集团,2008.

03至少要多少人才能延续文明?孤岛效应或许正在扼杀人类文明

许多科幻灾难电影,都会有一个灾后重建的设定。全球人类的命运,最后总会落到一小部分人的身上。他们每一个人身上,都肩负着重建整个人类文明的使命。那么,劫后余生最少需要多少人才能维持现有文明?

在《圣经》中,只需亚当、夏娃两人,就足够孕育后代了。但这在理论上,当然是不可行的。只需要一代人,他们就会面临近亲繁殖的难题。一级亲属间(父女、母子、同胞兄妹)的近婚系数(inbreedingcoefficient)为1/4。也就是说,他们孕育的个体,其两个等位基因来自双亲共同祖先的概率为25%。这种程度的近亲婚配,会使后代患常染色体隐性遗传疾病的风险激增,让人类迟早陷入崩溃。过去为了保持血统纯正而近亲婚配的皇室贵族,就是前车之鉴。

不过,想要解决上面这些问题并不算难。

纯生物学上的答案,是很明确的——大概只需要几百人,就基本能保证人类基因的延续了。斯特拉斯堡大学的天体物理学家弗雷德里克·马林,就提出98这个最低下限人数。只需98人的健康群体,就能有足够的遗传多样性来繁殖物种并重建人口。但问题是,重建人类文明的事,可不是简单的生物学问题。

现代人类文明的基础是错综复杂的。维持医疗、电力、教育、交通、矿业等各个系统正常运转,需要无数“螺丝钉”。只剩三位数甚至两位数的人类,自然远远不够。大家勉强生存下去尚属不易,延续人类灿烂的文明更是奢侈。哪怕是将人口数量提到以亿计算,都没人敢拍着胸脯保证能重建当前的文明。

事实上,别说重建人类文明了,光是维持现有水平都不容易。文明并非线性的进步,事实上还有退化这一下场。在人类学研究中,就有这么一个的名词——塔斯马尼亚岛效应(tasmanianeffect)。在没有外部技术输入,且人口过低的情况下,某些地区的技术水平不但会被永远锁死在某一水平,甚至还会发生倒退。

塔斯马尼亚,是南半球的一个小岛。

它与澳大利亚大陆隔着两百多公里宽的巴斯海峡,其面积是中国台湾的1.87倍。而塔斯马尼亚人,是地球近代史上最孤独的族群之一。但最可怕的不是孤独,而是封闭让他们陷入了文明的退化。塔斯马尼亚效应还有个别称,叫作“塔斯马尼亚岛逆向演化”(tasmaniandevolution,其中devolution是evolution反义词)。

发生在塔斯马尼亚岛上的几万年文明“逆演化”历史,就给我们带来了一些警示。考古证据显示,人类第一次踏上澳大利亚大陆至少是在6.5万年前。

在今天看来,澳大利亚大陆是遥不可及的大陆。但事实上,海平面在冰川期会下降。人们虽不能直接徒步到澳大利亚大陆,但可以将澳大利亚大陆与其他大陆之间的岛屿作为中继站,通过简单的浮筏就可以渡过。而到达澳大利亚大陆后,澳大利亚大陆土著的祖先就穿过巴斯平原的陆桥到达塔斯马尼亚。至少在4.2万年前,塔斯马尼亚岛上就已经有人类的足迹了。那时候,塔斯马尼亚还与澳大利亚大陆相连,两地的人类还有联系。

大约在一万年前,海平面的快速升起使巴斯平原变成了巴斯海峡。当时,这两个大陆的族群都还没有造出能横渡巴斯海峡的水运工具。茫茫海水把塔斯马尼亚与澳大利亚大陆的日常联系彻底切断。于是,塔斯马尼亚岛的几千人至上万人就像完全被隔绝,孤独地活在世界上。

从这个角度来看,塔斯马尼亚岛就是一片世外桃源,没什么不好的。岛上丰富的物资,保证所有人丰衣足食是绰绰有余的。但是当欧洲白人第一次登上塔斯马尼亚岛时,他们都被当地土著落后的生活惊呆了。塔斯马尼亚人过着的竟是世界上最原始的生活。

我们会根据一些特征来评估一个族群的文明水平,例如服装、工具和武器的复杂性等。当时的塔斯马尼亚人,已经失去了制作最基础的工具的技能。就连最简单的,将坚硬的石头或兽骨绑在木质把手上制成斧头或矛、箭等工具,他们都不会。

要知道,这些基础工具,哪怕是已经从地球上消失的人属都会制造并使用了。

不说尼安德特人了,就是脑袋只有咱们的四分之一大的佛罗里斯人(也叫“小矮人”)在9万年前就掌握了这些技能。

而塔斯马尼亚人,是智人。智人作为地球霸主现已登上月球,我们打造的探索装置更是飞出了太阳系。但被孤立的塔斯马尼亚人仿佛活在一个平行宇宙,就连最基础的工具都不会用。如果硬要评估的话,那塔斯马尼亚人的技术比旧石器时代还要落后。他们最先进的武器和工具,只有木制的长矛、石头和投掷棒罢了。

当时,已经拥有丰富殖民经验的欧洲人,都为塔斯马尼亚人的落后而惊讶。后来欧洲人一度认为,这是一种极其原始的族群,或处于猿类到人类之间的过渡阶段。但是他们在外貌上,和我们又是如此的相似。在后续一百多年的考古发掘中,人类才揭露出了一个更惊人的事实。

在过去,塔斯马尼亚人的技术水平,其实与澳大利亚土著是相当的。

他们一开始就拥有先进的狩猎与捕鱼技术。但在隔绝的一万年里,塔斯马尼亚人就已忘记了他们祖先们都会的大部分技术和知识。而考古线索也显示,这些工具和技术是一步步被丢弃的。每隔一段时间,在塔斯马尼亚人这个小群体中就会有一些技能消失。

欧洲殖民者首次见到这个族群时,他们基本上已经不会穿衣服了。但我们可以确信的是,塔斯马尼亚人在过去是穿得很暖和的。因为在一万多年前,这里的气候比现在要寒冷得多,岛上较湿润的部分都是长年冰封的。本来,塔斯马尼亚人也会使用骨制工具的,如骨钩、缝纫用的骨针等。但很可惜,这些技术到后来统统都失传了,没人再去缝制衣服。

所以现在的情况就变成了,塔斯马尼亚人夏天选择赤裸。到了冬天,他们也只是披着简单的沙袋鼠皮,再用碎的兽皮绑紧。就算是特别寒冷的时候,他们也只是在暴露的皮肤处涂点动物油脂就了事。塔斯马尼亚岛四面环海,海产资源是十分丰富的。但考古证据却显示,大约在5000年前塔斯马尼亚人捕鱼的频率就开始降低了。到了3800年前,他们就彻底停止了捕鱼这项活动。而与捕鱼相关的工具,如渔网、鱼叉、鱼钩等工具也随之消失。面对众多的海洋生物,塔斯马尼亚人只会拾点沿海的甲壳类动物为食。

从此,他们过上了更加原始的采集-狩猎生活,四五个家庭为单位地相依为命。

到西方人登上岛屿时,大约有4000塔斯马尼亚人生活在岛上。很难想象,他们居然能放弃营养如此丰富的鱼类。有许多记录都显示,当塔斯马尼亚人第一次看到欧洲人捕鱼时,他们就显露出了异常惊奇的神情。而以上所有的技术与工具,在离塔斯马尼亚岛不远处的澳大利亚大陆上依然都在沿用。此外,澳大利亚大陆土著的技术与工具还要先进和丰富得多,让人眼花缭乱。

不过幸好,塔斯马尼亚人还未丢失“生火”这一最重要的技能。不然,他们连挤进旧石器时代的资格都会彻底丧失。但回过头来看,塔斯马尼亚人的外貌和心智与现代人都是相差无几的。当欧洲人到来时,他们很热切地进入了快速学习的模式,并接受了许多先进的技术。只是很可惜,他们最终还是不敌欧洲殖民者的屠杀和外来者带来的病菌。

现在,已经不存在纯种的塔斯马尼亚人了。当时的塔斯马尼亚人落后得太多了。在欧洲白人看来,这甚至都算不上战争,完全是一个高级文明对另一个低级文明的碾压。从塔斯马尼亚岛的案例看来,世外可能并不存在桃源,反而是一场文明退化的灾难。没有人知道在塔斯马尼亚岛上具体发生了什么,但文明就是这样一点点丢失的。

考古学家里斯·琼斯便形容道,这是一个“对思维进行慢性扼杀”的案例。而在人类学研究中,这种因环境封闭、人口规模太小而无法传承现有技术与文明的现象,则被称为“塔斯马尼亚岛效应”。

不过,塔斯马尼亚岛上的文明退化绝非孤例。20世纪以来,科学家发现在许多独立的岛屿上,隔一段时间就有一些技术失传。而从化石记录看来,地球上的人类文明失传率是惊人的。“失落的文明”是个经久不衰的迷人概念。理论上,几百人足够延续人类香火。但遗失而孤立的文明,几乎注定只有日渐退化到衰亡的结果。

我们知道,人类的认知能力表现在社会学习上,每一个人都是模仿高手。新技术是不可预测的,就集体而言,更庞大的群体产生新技术的次数会更多。这些新的技术和知识,又可以通过模仿这一行为模式散布到整个族群。所以在有限规模的社会中,就很可能存在着一个文明发展的上限。这不禁让人联想到,地球何尝不是一座宇宙中的塔斯马尼亚岛。

生活在地球孤岛上,人类文明或许也有一天会达到极限。

参考资料

◎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头骨化石失踪的北京人,真不是你的祖先

对于人类起源于非洲的说法,很多人在情感上仍无法接受。毕竟过去我们一直认为自己的祖先是“北京人”。至此,仍有不少学者认为人类是多地起源的,相互间有基因交流。但很抱歉,那个头盖骨失踪的“北京人”,真不是我们的祖先。那么,“北京人”头骨考古挖掘研究的前后历经了哪些辛酸的往事呢?

1929年12月2日,在北京西南周口店龙骨山一带,裴文中正有条不紊地组织龙骨山考古挖掘的收尾工作。这位身材孱弱的年轻人原本就读于北京大学地质系。由于毕业后没能找到工作,他就先来到周口店当临时工。在这里,他不卑不亢,跟着大伙儿学习考古发掘的知识。经过一年多的努力,他已经能自己独立分辨化石了。恰逢此时,周口店的挖掘工作也碰到了坚硬的岩石。专家们觉得这里不会有什么进展,就都离开了。唯独他坚持留下来带领工人们完成最后的挖掘工作。下午4点,天色渐暗,寒风呼啸,裴文中仍聚精会神地工作。突然,发掘工人们意外发现了一个黑暗的新洞穴。于是,裴文中腰间系上绳索,带着他们一起下到洞中考察。借着微弱的烛光,一名工人在洞穴底部的土层中挖到了圆形的硬壳。裴文中前来查看后,大声惊呼:“是猿人!”

他当即掏出撬棍,十分细心地将这块头盖骨发掘出来。随后,他将这块头盖骨包裹在随手脱下的外衣里,并小心翼翼地抱着它离开洞穴。他连夜写信报告,之后还用被子裹着它送到北京地质调查所。通过当时最先进的技术鉴定,确定其是距今70万年猿人的头骨化石。

这一重大的发现,让世界为之震惊。一直以来,考古学家发现的大都是人的牙齿,从未发现相对完整的头骨。而头骨的发现不仅证实了猿人的存在,还给当时提供了人类历史至少有70万年的证据。在这之后,周口店遗址不断有新的发现。截至1937年,那里就一共出土了“北京人”头盖骨5个、面骨6件、颅骨碎片15块、下颌骨14块、牙齿147枚,以及大量的头后骨化石。因此,它也是世界上内涵最丰富、材料最齐全的直立人遗址。伴随着遗址挖掘工作的进行,我们得以了解数十万年前的“北京人”的生活。

我们的中学课本生动地刻画了“北京人”的生活场景:白天,男人出门打猎,女人带孩子采集果实;傍晚,大家带着猎到的猎物、采到的果实回到洞中,一起点燃篝火,烧烤野物……然而,真实的“北京人”生活真的有那么和睦美好吗?

当时,一位来自德国的考古学家魏登瑞就发现有件事特奇怪。按理来说,人的头骨跟四肢骨的数量比一般是1∶2。但发现的所有“北京人”的化石里,却出现了头骨过多,而四肢骨的数量不够的情况。排除各种可能后,他认为这些多余的头骨很可能是“北京人”进行同类相食的证据。而在这些头骨与四肢骨上,似乎遗留着取食脑髓或骨髓后的破损痕迹。

不过也有考古学家认为,这些骨头上的痕迹正好与食肉动物的犬齿相合,可能是鬣狗啃出来的。但这并不能排除“北京人”自相残食的可能性。因为20世纪90年代,美国学者博阿兹等人运用电子扫描镜技术重新观察了“北京人”的第一代头骨模型。他们从中找到了一些人工的石器切割痕迹,破损形态与“用石片来回锯”产生的结果相符。这也意味着这是“北京人”的活动所导致的。可见,“北京人”的生活并没有我们想象得那么美好。

至于当时的人类有没有开始用火,考古学家则找到了相应的证据。他们发现了大量的明显烧过的动物骨骼和灰烬层。但这并不能确定,他们是否已经学会了有意识地用火。毕竟,自主地控制用火,对人类演化是十分重要的。不管怎样,我们能明确的是,“北京人”真不是我们现代人的祖先。

那我们先来看看那个长久以来的误解是从何而来的?

人们普遍认为,直立人主要生活在亚洲境内,生存年代从180万年前一直到3万年前。从还原的图像能看出,直立人保留了一些介乎于猿和人之间的原始特征。比如脑袋的上窄下宽、额头较为低平、嘴巴向前凸出等。而“北京人”作为亚洲直立人中的一支,是人类演化树上的重要成员。有一种观点认为,“北京人”所属的直立人是具有地域性特征的多态种。

各地区直立人之间的差异可能与当时的气候环境造成的相对隔离有关。在地理隔离的情况下,东亚地区的直立人和非洲的直立人分别演化出了后代智人。从这个角度来看,北京直立人是中国智人的祖先。在这个基础上,魏登瑞提出了“连续进化附带杂交”的假说。该观点认为,中国的古人类就是连续进化的,并且进化出共同的特征。比如北京猿人与现代中国人有一些共同的特征:出现在头骨正中央的矢状隆起、下颌圆枕、铲形门齿等。这也是为什么我们多年来一直认为“北京人”是现代中国人的祖先。

直到近年来分子研究技术的出现,才改变了这个观点。根据分子人类学的研究成果,证明现代人于10万~20万年前在非洲东部出现。并且至少在6万年前,他们才进入东亚。

这一观点刚出现时,当时任职于美国得克萨斯大学的科学家金力并不同意。于是,他联合了我国的科研单位进行合作研究。在此之前,人类非洲起源说的遗传研究关注女性线粒体。这一次,他们则着重研究男性的y染色体。比如他们重点研究了染色体态形m168。结果是所有从现代中国人身上采集到的基因样本,都有人类在非洲时产生的突变型m168。所以,金力也不得不承认,目前的基因证据并不支持现代中国人有独立起源的说法。

他们认为,在4万~10万年前的东亚地区,很可能存在一个化石“断档”期。也就是说,这一阶段的人类遗址非常少见。4万~6万年前源于非洲的现代人到达我国的南部,逐渐取代了当时生活在那里的直立人种。有古生物学家认为,以“北京人”为代表的亚洲直立人只是人类演化过程中灭绝的旁支,没有留下后代。

尽管“北京人”并不是我们的祖先,但它对研究人类早期进化有着不可磨灭的意义。通过对“北京人”的研究,我们发现他们当时的脑容量大约为1088毫升(现在人类为1400毫升),他们中有68.2%会在14岁前死亡,身高基本上在150~160厘米。然而,令人遗憾的是,当时从周口店遗址中发掘出来的5个头盖骨遗失了。

追溯这段往事,实在令人悲愤不已。日本全面侵华战争开始后,北京很快就沦陷了。当时为了保证头盖骨的安全,中国决定把五个头盖骨送往美国保管。结果很不幸,这批头盖骨在运送过程中遭到了日军的拦截。等到战争结束之后,这批头盖骨却下落不明了。

而它们的丢失,也成了考古学史上的世界奇案之一。

有人说它们还在协和医院的地底埋着,有人说它们已经被送到了美国,也有人说它们被日本运回了国内,又或者是日本人不知其重要性,将它们毁坏了。不管哪种说法,这批“北京人”头盖骨就此消失在人间。如今博物馆展出的“北京人”头盖骨是专家根据尺寸制作的模具。值得一提的是,当时发现第一个头盖骨的裴文中余生都在寻找“北京人”头盖骨的下落。

1966年,裴文中在寻找了20年仍杳无音信后,又组织了对周口店的发掘。他最大的愿望是“希望能再次从自己手中找到中国猿人的化石”。天不遂人愿,这次仅发掘出了一块额骨和一块枕骨。这是目前仅有的少数的北京猿人头盖骨化石标本。

万幸的是,关于头盖骨的大部分模型、照片和论文都被保存下来了。还好,科学家能通过这些材料研究“北京人”的生活,揭开远古人种的神秘面纱。当然,也希望消失的“北京人”头盖骨化石未来能回到我们的手中。

参考资料

◎夏军.裴文中与北京人头盖骨化石[j].中国档案,2014(05):76-77.

◎蔡晓云.y染色体揭示的早期人类进入东亚和东亚人群特征形成过程[d].上海:复旦大学,2009.

◎刘铮.“北京人”头骨全球大搜索[j].科技潮,1998(08):91-92.

◎张森水.从周口店早期工作看裴文中先生对史前考古学的贡献──纪念裴文中先生诞辰90周年[j].第四纪研究,1994(04):330-338.

◎汪开治.现代人的线粒体dna起源于非洲[j].生物学通报,1992(05):48.

◎高星,彭菲,付巧妹,李锋.中国地区现代人起源问题研究进展[j].中国科学:地球科学,2018,48(01):30-41.

◎博阿兹nt,乔昆rl.龙骨山:冰河时代的直立人传奇[m].陈淳,陈虹,沈辛成译.上海:上海辞书出版社,2011.

05人类除了聪明就一无是处?能跑死你家的狗也是一种能耐

人类,可以说是最喜欢挑战极限的动物了。博尔特用9秒58完成了百米冲刺,成了地球上跑得最快的人。但说来让人泄气,这速度,竟还不及猎豹的二分之一。在人们的印象中,人类的运动能力在动物界基本不值一提。除了短跑比不过猎豹,人类登山还不如山羊、游泳不及鱼类、爬树不比灵长类,在力量上更是被各种动物碾压。

所以人类除了聪明以外,就一无是处了?那倒未必,其实有一项运动人类就胜券在握,那便是长跑。在大家的印象中,长跑最厉害的哺乳动物就是马了。那么猜猜看,马与人比赛,谁的长跑能力更强呢?

大约在40年前,英国威尔士的一家小酒馆内,人们就曾为此事争得面红耳赤。当时就有人认为,长距离跑步人能跑赢马。于是酒馆老板就较真地举办了一场“人vs马”的马拉松大赛。结果从1980年直至今日,这场比赛已经持续了几十年,还成了威尔士的传统。比赛赛程全长为35公里,参赛人与参赛骑手互为对手。

那么人类究竟跑赢马了没?

2004年6月,人类首次获得了胜利,以2小时5分19秒的成绩击败所有的马匹。2007年,人类再次胜出。尽管马获胜的次数比人类获胜的次数多得多,但回顾整个比赛历程,其实人类与马匹之间的成绩差距并不大。平均下来,最快的马也只比最快的人领先十几分钟。

而且需要注意的是,全长35公里的赛程还远不是人类的极限。但让马跑这么长距离,就很容易造成损伤了。例如在威尔士人马大赛中,马匹就有专门的15分钟兽医检查时间。说回人类,普通的马拉松比赛全长就已达42.195公里了。除此之外,我们还有各种赛程长得变态的超级马拉松。世上最长的马拉松赛,也叫“超越自我3100英里跑挑战赛”(全程约为4345公里)。这项超级马拉松的标准是51天,算下来选手平均每天就要跑96公里(一般每天休息6小时),但参加的人还不少。其中,最快的选手只用了40天9时6分21秒便完成了赛程。也就是说,他平均每天都需要跑106公里,并且连跑了41天。

人类在速度上的劣势,很大程度在慢速长跑的能力上被弥补回来了。所以论长跑,人类不敢说第一,也能挤进“之一”的行列。现在就有研究者认为,人类祖先就是长跑能手。而从进化的角度来说,我们不但适合长跑这项运动,长跑甚至还加速了人类的进化。这也正是“耐久奔跑假说”(endurancerunninghypothesis)。

在500万~800万年前,我们的祖先就与黑猩猩的祖先分了家,开始在地面上活动。从那时起,人类也慢慢学会了直立行走。而考古证据显示,大概250万年前我们祖先的食谱里就出现了大量的肉类。这表明,早期人类就已经过上狩猎生活了。但另外的考古证据却显示,可投掷的石制尖长矛直到30万年前才出现。而更加高级的武器,就出现得更晚了。比如弓箭,要到5万年前人类才开始使用。

那么,体能这么差的人类祖先,究竟有什么能耐猎杀草原上比人类更快、更壮、更大的动物?在石制尖长矛出现之前,早期人类能使用的武器都是极其粗劣的。其中最具杀伤力的,莫过削尖了的木棍。这些都是近战武器,只能近距离使用。

所以那些肉类食物,究竟从何而来?

早期人类的狩猎生活就像是一个谜,科学家始终想象不出那是一幅怎样的画面。但“耐久奔跑假说”就可以为此破局。根据这一假说,早期人类主要是以耐力狩猎(persistencehunting)的方式来获取肉类的。所谓耐力狩猎,简单来说就是先把猎物追到精疲力竭,然后再近身猎杀。

即便博尔特火力全开,都难以追得上草原跑得最快的猎物。但擅长耐力跑的人类祖先,却能靠长距离奔跑把猎物跑“废”。事实上,这种狩猎方式,现今在一些原始部落里仍未被淘汰。例如,生活在卡拉哈里沙漠的布希族人(bushmen)仍旧采用这种方式进行狩猎。

英国广播公司(bbc)的纪录片《哺乳动物的生活》(thelifeofmammals)中,记录了布希族人耐力狩猎的全过程。影片中的猎人在40c的高温下,连续几个小时追捕大捻角羚。在烈日下长时间奔跑,那只成年的大捻角羚最后只能四肢发抖、呼吸急促地倒下。眼巴巴地看着猎手不断逼近,它却再也无力回天,只能安静等待死亡。

事实上,这种狩猎方式很常见。

除了非洲布希族人,墨西哥的原住民塔拉乌马拉人(tarahumara),也常常把鹿累瘫再直接用手掐死。他们每天能跑80~130公里,所以也被誉为“奔跑族”。而澳大利亚北部的土著,则因对袋鼠“穷追不舍”而闻名。在没有远程狩猎工具的情况下,猎人们偶尔还会恢复耐力狩猎,例如西伯利亚的利科夫家族(lykovfamily)。

不过耐力狩猎并非一股劲地蛮跑,而是十分讲究技巧。猎人们会更多地选择跑与走结合的方式来完成狩猎。猎物在危急关头下,会以最快的速度逃跑。但这种高速的状态,并不能维持太久。狂奔一段时间,它们就需要放慢脚步休息降温。而当猎物停下休息时,猎人就会逐渐追上来。

此外,猎人只要掌握追踪猎物的技巧,就不会让猎物跑丢。边追逐边追踪,这个过程不断循环,猎物最终只有死路一条。当然,对于耐力狩猎,人类的身体结构也为长跑提供了巨大优势。2004年,哈佛大学的人类学家便发表了一篇名为《生而能跑》(borntorun)的论文。文中除了详细描述了早期人类耐力狩猎的重要性以外,还列举了一系列适应长跑的人类身体特征。

首先,散热问题几乎是长跑最大的障碍。但我们在跑步过程中,却很少会为过热而烦恼。这是因为人类有着所有哺乳动物都艳羡的散热系统——体表无毛且大量出汗。人类一小时最多可以排出3升的汗液,长跑3小时就会蒸发掉体重10%的汗水。体表大量的汗水,就像一个“水冷装置”,可把热量带走。所以说,只要能够补充水分,人类就几乎不愁过热的问题。

此外,体表无毛更是一大优势。曾有科学家就推算过,如果原始人有浓密毛发覆盖全身,那么在40c的高温下他们只需持续奔跑10~20分钟就会中暑。而反观大部分哺乳动物的散热方式,就非常低效了。它们不但体毛茂密,体表汗腺亦不发达,散热能力非常有限。在奔跑过程中,散热效率跟不上,就会导致动物体温急速飙升。我们回过头看那头被布希族人追“废”了的大捻角羚,其实就是因为过热倒下的。

除此之外,四腿动物主要还靠喘气散热,但它们却无法在奔跑的同时通过喘气散热。而人类就不一样了,本身散热效率就高还能边跑边用嘴巴呼吸。雪橇犬,可以说是最能跑的动物了,每天行进超过100公里。但它能跑长途也是有特定条件的,仅限于寒带的冬季。如果将比赛地点换到赤道附近,那它们也很难完成长距离奔跑。实际上,雪橇犬在夏天的大多数时候都在休息,就是出于此因。

而人类除了散热好以外,也有着适应长跑的各种身体结构。例如,我们就有着猿类没有的发达颈部韧带。这可以帮助我们在奔跑时稳定与平衡头部。相对于其他动物,人类的脚趾趾节还短得不合常理。有研究表明,这么短的脚趾对直立行走的用处并不大,但对长跑非常有利。光是脚趾长度增加20%,受试者跑步的机械工作量就增加了一倍。而我们的肌腱也比猿类强壮,它就像弹簧一样,可帮助人类在迈步时储存能量,进而大大地节省体力。再如人类有适合跑步的身体比例、利于减震的足弓、较窄的胸腔与盆骨、发达的臀肌等。以上种种,都是人类对跑步或是长跑的适应性特征。

近年来也有研究发现,人类甚至还有“跑步高潮”这一生理机制。想必提起长跑,大家内心还是拒绝的,毕竟对体育课体能测试的恐惧还历历在目。但实际上,很多有长跑经验的人都注意到了一个现象。那就是跑的时间长了,后半段的路程就不会那么吃力了,甚至会有飘飘然的快感。原来人类在半小时左右的有氧跑后,大脑内啡肽(内源性鸦片)的释放就会增加。这给跑步者带来了欣快的感觉,并对消除负面情绪有一定效果。

当然,对于“耐久奔跑假说”,也有不少反对意见。其中最主要的便是耐力狩猎的风险过高。一旦狩猎失败,自身消耗的能量就是个巨大的损失。但无论假说在人类进化历程中是否成立,我们至少正视了自身奔跑的潜能。

人类不单只有一个聪明脑子,还有一具适合长跑的躯体。

参考资料

◎endurancerunninghypothesis:wikipedia[db/ol].[2020-06-12]rg/wiki/endurance_running_hypothesis.

◎carrierdr.theenergeticparadoxofhumanrunningandhominidevolution[j].currentanthropology,1984.

◎brambledm,liebermande.endurancerunningandtheevolutionofhomo[j].nature:internationalweeklyjournalofscience,2004,432(7015):345-352.

◎cheni.borntorun:humanscanoutrunnearlyeveryotheranimalontheplanetoverlongdistances[j].discovermagazine.2006.

06人类褪毛简史:为什么我们没有体毛?

毛发,是哺乳动物的一个重要特征。就算是看上去通体光滑的裸鼹鼠、大象、河马,甚至是鲸类也不例外。尽管为了适应环境,它们已褪去了大面积的皮毛,但在一定程度上还保留着毛发。

而在哺乳类动物中,人类的头发长度是其他动物无法企及的。细心的朋友应该都发现了这么一个事实,那就是人如果不理发,头发可以长到很长。但其他动物,即便从未学会剪头发这一技能,却永远不用担心“拉屎要撩”的问题。例如人类的近亲黑猩猩,它们一身浓毛总能保持一定的长度。

如果一辈子不剪,人类的头发能有多长?我想每个人都想过这个问题,但却从未用实际行动验证过。不过不要紧,喜欢挑战极限的人类总能给我们一些参考答案。美国奇女子阿莎·曼德拉今年50岁了,但她却有40年未曾剪过头发。2016年3月,她的头发就被吉尼斯世界纪录认证,长达16.8米。但阿莎的头发长度是远远被高估的。

正常人类的头发的生长速度,大约是每个月1厘米。那么,按40年没修剪计算,她的头发大约为4.8米。即便再怎么天赋异禀,也很难长到16.8米这么长。更何况,人类头发的终极长度也不是这么计算的。我们的头发并非无限生长的,每一根毛发的寿命都是非常有限的。

除去为“秃头”所累的人,人类毛发的生长和脱落,都是呈周期性的。毛囊(hairfollicle)是产生毛发的基础单位。毛发由毛囊内的细胞生长分化而来。头发能否坚守住阵地,还得看毛囊给不给它机会继续“站岗”。人的身体共有约500万个毛囊,其中100万个分布在头部,10万~15万个位于头皮。

毛囊位于皮肤里,由各种激素、化学物质,以及生长因子等共同调控。而每个毛囊里面住着一群毛囊干细胞,是一个相当复杂的“迷你组织”。这些毛囊干细胞,就像毛囊周围细胞的妈妈,能不断分裂,给生长中的毛囊提供着源源不断的细胞。而这些新细胞,则可以分化为毛发、皮脂腺、黑色素细胞、平滑肌细胞等,具有多重分化的潜能。所有毛囊的生命周期,都可分为生长期(anagen)、衰退期(catagen),以及休止期(telogen)。

正常健康的成人头皮,有90%~95%的毛囊都处于生长期,1%进入衰退期,5%~10%为休止期。顾名思义,生长期内毛囊细胞是最为活跃的,此期可持续2~8年。在这个时期内,毛囊干细胞会大量分裂、分化,毛发呈快速生长状态,生机勃勃。而过了生长期,毛囊就会迎来2~3周的衰退期。在这个时期,毛囊里的细胞也开始程序性凋亡,毛发不会再变长。此外,发根还会从皮下组织被推挤到毛囊干细胞的附近,毛囊也由长变短,体积缩小。

当细胞凋亡停止之后,毛囊便会进入长达2~3个月的休止期。这时,头发与毛囊的连接将不再紧密,可以说是已经“死了”,随时有脱落的危机。而且,因为黑色素生成下降,我们还可以看到发根是白色的。但对于毛囊这种周期性组织而言,死亡也意味着重生。在成熟哺乳动物中,毛囊是唯一具有自我再生功能的结构。当一个毛囊完成一个生长周期之后,只会稍作休息,便在适当的信号刺激下进入下一轮的生长期。一段时间后,在同一毛囊内会再长出第二根头发。原本还在坚守阵地的旧毛发也可以彻底退休,由新长出的毛发接替上岗。

所以在休止期进入下一轮生长期的时间段,头发也是最容易脱落的。梳子一梳、手一抓、水一冲都会自然掉落。其实我们人类,每天自然脱落的头发就能达到100根。但与此同时,也有相应的100根头发开始进入新的生长周期。所以说,在理想状态下,我们的头发数量会稳定地保持在10万~15万根的。

下次洗头时(尤其是几天才洗一次头时),如果你有大把大把地掉头发的现象,那也不用过分惊慌。这可能只是正常的新陈代谢。其实,从上面介绍的毛囊周期可以看出,在衰退期和休止期,头发是基本不会变长的。换句话说,毛囊生长期的持续时间决定着毛发的长度。生长期越长,我们的头发便越有可能长得更长。一般而言,人类头皮的毛囊生长期不过2~8年。所以说,头发能够达到的长度其实是有限的,几米的长度差不多就触及极限了。而在同一个部位,毛发的周期则大致是相同的。

同样受限于生长周期的调控,我们身上其他部位的毛发长度也是有限的。例如,你的手毛、腿毛、睫毛,以及眉毛等只有30~45天的活跃生长期。所以这些部位毛发的掉落速度更快,只是因为体积太小,我们很难注意到罢了。这也是这些部位的毛发在没有修剪的情况下,也不会继续长得太夸张的原因。

同理,其他哺乳类动物的毛发也有着类似的生长周期,只是周期长与短的问题。因为有些哺乳动物的毛发生长周期很短,所以它的毛还没长到特别长时就已经掉落了。养宠物的朋友,应该就深有体会。宠物掉毛,是个永远都无法解决的问题。“一年掉两次,一次掉半年”的调侃正是这么来的。

那么问题来了,为什么文章开头的奇女子阿莎的头发可以长到16.8米这么长?这可能是因为她扎的是脏辫,长的只是辫子而非每根头发本身。这种脏辫的模式,其实可以让头发在头皮上更好地坚守阵地。即便一根头发脱落了,辫子也总能将其与另外一些尚未脱落的捆绑在一起。日复一日,她的头发才积累到了如此夸张的长度。

所以在吉尼斯纪录中,她打破的是“世界上最长的长发绺”纪录,而不是“世界上最长的头发”纪录。

而真正获得吉尼斯纪录认证“世界上最长的头发”的,则是1969年出生在中国的女子谢秋萍。2004年测量时,她头发长度就达到了5.627米,不是绑辫子的那种。事实上,成年人体表覆盖着约500万根毛发,这个数量与成年大猩猩体毛数是大致相等的。但不同的是,人类身体上大多数毛发是几乎看不见的汗毛。而刚好相反,我们头顶则是长满了长毛。人类与猿有着共同的祖先,但在漫长的进化中人体却褪去了体毛,变得通体光滑。

现在主流的说法认为,人类生活在非洲大草原每天都需要忍受阳光的直射。为了在烈日下追逐猎物时方便散热,人类体毛丧失。早期人类习惯用跑马拉松的方式,把草原上的猎物追到精疲力竭,最后才给它致命一击。现在非洲布希族人、澳大利亚土著,以及美洲印第安人的某些部落,仍采用这种“穷追法”捕猎。

曾有科学家推算过,在太阳直射的高温下,有浓密毛发的早期人类只需持续奔跑10~20分钟就会中暑晕倒。因为全身披毛,会使身体无法快速散热。为了适应环境,人类才褪去厚重的体毛,并演化出发达的汗腺。而又因为头顶烈日,我们的头发则保留了下来,以保护珍贵的大脑不至于过热。

于是,现代人类才成了头顶长毛,却全身赤裸的模样。

但说出来扎心,即便只剩头顶这一块长毛,人类还是在为脱发问题而头疼。现在还有头发的,就且剪且珍惜吧。

参考资料

◎吴汝康.关于人类体毛稀少的假说和评论[j].人类学学报,1987(1):69-73.

◎莫利斯.裸猿[z].何道宽,译.上海:复旦大学出版社,2010.

07明明卵生也能传宗接代,为何人类非要忍受胎生的煎熬?

想必大多数人小时候都思考过一个问题:我是从哪里来的?不少人从父母那获得的答案也五花八门,有天上掉下来的、垃圾堆里捡的、石头里蹦出来的,等等。直到长大后,我们才清楚是母亲经过十月怀胎生下了自己。可能有人会好奇,人类为什么要选择胎生呢?明明产卵下蛋能繁衍后代,为什么非得经历一段更痛苦的过程呢?对于这个问题,大多数人都只知道哺乳动物是胎生,鸟类、爬行类、昆虫和两栖动物则是卵生的。

那么,如果问你,鲨鱼是卵生还是胎生,你能答出来吗?除此之外,还有什么特殊的生殖方式吗?

要弄清这些问题,还得追溯到脊椎动物生殖方式的进化。从现今发现的化石来看,最古老的脊椎动物应该是无颌类动物。由于它们结构简单且低级,所以雌雄同体的有性生殖方式就足以让它们进行种群的繁衍。如今仍采取雌雄同体有性生殖方式的有蜗牛、蚯蚓和水蛭等无脊椎动物。

到了泥盆纪(距今3.5亿~4.1亿年)时期,地球上的鱼类出现了高度的多样化。因此,这一时期也称为鱼类时代。那时,大多数鱼类已经是雌雄异?体了。不只如此,鱼类还进化出了硬骨鱼类和软骨鱼类这两大支。根据自身构造的不同,鱼类也衍生出了不同的生殖方式,并沿用至今。这当中,大多数硬骨鱼类采用的生殖方式是卵生,即通过产卵的方式来繁殖。

我们日常生活中常见的鱼子就是鱼类产下的卵。当母体的卵受精后,受精卵可以在体外独立发育。而在发育的过程中,胚胎的营养物质全由卵黄来提供。经过一定的孵化后,新个体会破壳(卵)而出。其实不光大部分鱼类是卵生,我们常见的鸟类、爬虫类,以及昆虫几乎都是卵生动物。

然而,大多数软骨鱼类和少数硬骨鱼类却进化出了另一种特殊的生殖方式:卵胎生。顾名思义,卵胎生是一种介于卵生和胎生之间的生殖方式。也就是说当母体产完卵之后,会把卵继续留在母体生殖道内,直到它发育成新个体后才从母体中产出。那么,同是鱼类,是如何进化出不同的生殖方式的呢?

按照鱼类淡水起源说,海生的软骨鱼类和硬骨鱼类均起源于淡水。它们的祖先需要经历从低渗的淡水环境进入高渗的海水环境的过程。为了保持体液的平衡,它们采取了不同的渗透调节机制,也就有了生殖方式差异。其中,软骨鱼类借母体的渗透调节机制,使受精卵在体内发育,以此避开高渗的海水环境,提高胚胎的成活率。比如白斑星鲨每次可产10余尾,尖头斜齿鲨每次可产6~20尾。

这些软骨鱼类的胚胎发育时,仍然像卵生动物那样依靠卵中含有的卵黄来生存,因此称为卵胎生。而对绝大多数硬骨鱼类而言,它们仍旧将卵产于体外,任由其孵化。但受到光照、温度、盐度、溶氧量等环境变化的影响,卵的孵化率和鱼仔的成活率非常低。况且,子代与亲代的联系往往不亲密,甚至有些母体在缺少食物时会吃掉自己的卵。

出于生存的压力,卵生的鱼类只好不断地拼命产卵。比如一条鲤鱼每次能产10万~50万粒卵,翻车鱼每次能产高达3亿粒卵。幸好这些卵存活下来的概率非常低,不然水域早就被堵得“水泄不通”了吧。卵胎生除了有利于繁殖后代之外,也不会像卵生那样消耗大量的能量。因此,不少科学家认为卵胎生是脊椎动物在生殖方式上从低级向高级进化的首次尝试。

但目前已知的卵胎生动物比较少,比如部分蝮蛇、胎生蜥蜴、铜蜓蜥、大肚鱼、孔雀鱼、大部分鲨鱼等。到了泥盆纪晚期,两栖类动物也逐渐繁盛了起来。由于两栖动物的卵能产在池塘、沼泽、稻田或溪涧等较为隐蔽的地方,卵的孵成率和幼仔的成活率也相对更高。

大概是没有像鱼类那样大的生殖压力,两栖动物产卵的数量相对不大,也几乎没能进化出更为特殊的生殖方式。挑起生殖方式大革命重任的当属石炭纪(距今约2.95亿~3.54亿年)晚期出现的爬行类动物。当时,原始的爬行类动物摆脱了对水体的完全依赖,真正完成了征服大陆的历史过程。既然爬行类动物陆地生活的问题已基本解决,那么如何彻底摆脱水的限制来繁殖后代就成了头等大事。此时,羊膜卵在优胜劣汰中应运而生。

与鱼类产下的胶膜卵不同,羊膜卵外面有一层较厚的石灰质外壳。这层壳不光能防御损伤,还能减少卵内水分的蒸发并阻止细菌对卵的侵害。卵中具有一个很大的卵黄,能供应胚胎发育所需要的营养物质;此外,它有许多细小的小孔,可以让氧气渗入并让二氧化碳排出。这样保证了胚胎在发育过程中能够进行正常的气体代谢。当胚胎发育到一定阶段后,围绕着胚胎会逐渐形成羊膜,羊膜围成一个腔,充满羊水。之后,胚胎就能在相对稳定、特殊的水环境中完成各阶段的发育。

因此,爬行动物的卵再也不用产在水中,在干燥的陆地也能照常孵化出下一代。可以说,羊膜卵的出现为脊椎动物登上陆地和繁殖后代创造了必需的条件。它也被视为脊椎动物真正征服陆地的一个重要里程碑。

等到了侏罗纪(距今1.37亿~2.05亿年)时代,包括恐龙在内的爬行类动物更是达到了巅峰。它们不光占据了海陆空,还在地球上称霸1.2亿年之久。然而,据资料显示白垩纪末期(距今约6500万年)发生了一次小行星撞击地球的特大灾难。当时地球上95%的生物灭绝了,宣告着恐龙时代的结束。

大约到了新生代(距今6500万年),才又大范围出现了鸟类和哺乳动物。涅槃重生后,动物的生殖方式也比之前更为高明一些。鸟类仍是采用卵生的生殖方式,但产的卵具有坚硬的外壳,能够更好地保护胚胎,大大提高了存活率。类似地,卵生动物产卵时也进化出了一定的保护机制。比如,蟾蜍卵表面有胶性蛋白可防止水分丢失,还产生了有吸收热能作用的黑色素。

而有些鱼类、昆虫则通过分批产卵来适应江河湖水质的变化,甚至还通过卵黄物质的多寡来调节发育形式以适应环境。比如,蜘蛛将卵产于蛛丝编织成的卵袋中以更好地保护卵;蚯蚓将卵产于由环带形成的蚓茧内以更好地保护卵。此时,哺乳动物也通过一种胎生的生殖方式开始称霸整个新生代。所谓的胎生指的是受精卵待在母体内的子宫里发育成熟并生产的过程,也就是我们人类的繁殖方式。当胚胎发育时,它会通过胎盘和脐带吸取母体血液中的营养物质和氧。同时,它还能将代谢废物送入母体,直至出生时这种交换才停止。

胎生为胚胎提供了保护、营养,以及稳定的恒温发育条件。这样能保证酶活动和代谢活动的正常进行,最大程度降低外界环境条件对胚胎发育的不利影响;子宫中的羊水能减轻震动对胎儿的影响;胎儿出生后较长时间的哺乳和照顾,保证了后代较高的成活率。虽说对于哺乳动物而言,胎生的成活率也比较高,但劣势是一次生产的个体少,孕育周期比较长。比如大象怀孕周期就长达约20个月。况且,孕育期间母体一旦出现危险,往往会导致一尸多命的结果。

哺乳动物的种群数量增长速度远远低于鱼类、鸟类动物产卵的速度,那么哺乳动物为什么还要选择胎生呢?目前的研究认为,哺乳动物这样做的原因在于:它在保证繁衍后代的同时,能有更多的时间去寻找食物,而不是伏在卵上孵卵。

出于自然选择的压力,哺乳动物也进化了一种特殊的结构来加强胚胎在子宫内的发育。胚膜变薄使胚胎与子宫内膜紧密接触,最终形成胚胎直接从子宫内膜获得营养的特殊结构,也就是胎盘。胎盘上有数以千计的指状凸起,它们像树根一样插入子宫内膜,极大地扩展了吸收营养的表面积。

以人类为例,整个胎盘的吸收表面积约为一个人皮肤表面积的50倍。更厉害的是,胎盘能选择性地吸收有利于胎儿健康生长的物质。比如人类胎盘在形成后可分泌大量蛋白和甾体激素,能代替卵巢和垂体促腺激素的作用,成为妊娠期间一个重要的内分泌器官。因此,胎盘的出现保证了哺乳动物的高效繁衍。这种效果是卵生方式远远达不到的。而哺乳动物也正因这种较为“费劲”的结构而生生不息。

此外,一旦哺乳动物的基数大了,胎生的繁殖速度就会异常惊人。比如19世纪澳大利亚的兔子在20年的时间由最初的几对繁衍了数十代,达到数亿只。除此之外,一些体型较大的鲨鱼(如沙条鲛科、真鲨科、双髻鲨科)和哺乳动物一样,幼崽在母体的腹中成长,靠胎盘和脐带获取营养。

看到这里,我们大概了解了脊椎动物从卵生、卵胎生到胎生的进化过程。由于时间太过久远,指不定未来还会发现怎样的化石。所以,这看起来理所应当的进化顺序一直存有争议。

传统观点认为,卵生是生物祖先的繁殖方式,之后再由许多种生物进化为卵胎生或胎生。这方面的研究较多,其中最为经典的是对具有双重生殖方式的胎生蜥的研究。结果确实显示卵胎生应由卵生进化而来。另一种观点则相反,认为胎生出现较早,卵生是次生演化。但是支持这种观点的学者较少。

21世纪以来,一项关于鱼类最早的胎生化石的重大发现有可能颠覆人们的认识。研究发现在,生物进化过程中,卵生和胎生是同时发展,而不是有先有后。2008年,澳大利亚的科学家在科学杂志《自然》(nature)上发表文章,宣称他们发现了一具3.8亿年前的海洋古鱼类化石,上面定格了一条鱼妈妈正在胎生分娩小鱼的瞬间。这块化石上,鱼儿的脐带清晰可见,不仅如此,脐带上还连着刚生下的鱼宝宝。

这块鱼化石上正在分娩的鱼,被认为是迄今为止最古老的鱼妈妈。它将大大改变人们对脊椎动物胎生的传统认识,成为繁殖生物学的一大新发现。

不管怎样,我们大概能总结出这么一个趋势:像卵生这样相对简单的方式,懒得在子代与亲代的联系上花时间。但因子代的成活率低,反倒更需要消耗大量的能量进行产仔;反过来,胎生这种看起来更复杂的繁殖方式,花在子代与亲代的联系上的功夫更多,但更高的存活率也彰显了“磨刀不误砍柴工”的智慧。

毕竟比起量变,质变更可能出奇制胜。

参考资料

◎志琨,史爱娟.鱼类的生殖策略漫谈[j].化石,2013(04):45-50.

◎盖志琨.胎生真的是从哺乳动物开始的吗?——3.8亿年前的鱼化石改写脊椎动物的胎生历史[j].化石,2013(03):14-20.

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