书名
人体的故事:进化、健康与疾病
作者
(美)丹尼尔·利伯曼(Daniel E. Lieberman)
译者
蔡晓峰
豆瓣
http://douban.com/book/subject/27052052/
目录
前言
引言 适应意味着什么
自然选择是如何起作用的
棘手的进化适应概念
为什么人类进化史很重要
为什么进化对现在和将来也很重要
第一部分 人类进化的五个阶段
01 直立猿
02 南方古猿
03 最早的狩猎采集者
04 冰河时代的古人类
05 有文化创造力的智人
第二部分 农业革命与工业革命
06 进步、失配和不良进化
07 失乐园
08 身体的穿越
第三部分 当下与未来
09 能量太多的恶性循环
10 用进废退
11 新奇和舒适背后的隐患
结语 用进化逻辑创造人类健康的美好未来
尾声
“种咱们的园地要紧”
译者后记
前言
我们的身体有一个进化的故事,这个故事极其重要。进化解释了为什么我们的身体是现在这个样子,从而使我们获得如何避免生病的线索。我认为研究人体进化故事的最紧迫的理由是:它还没有结束。我们仍在不断进化。不过当前最有力的进化形式不是达尔文描述的那种生物学进化,而是文化进化,通过这种进化,我们发展出了新的思想和行为,并传递给我们的孩子、朋友和其他人。这些新行为中的一部分会使我们生病,特别是我们吃的食物和我们进行或不进行的活动。
人体在进化过程中并没有变得更健康,相反,自然选择要求我们在艰难的环境下尽可能拥有更多后代。因此,进化不会让我们在富足和舒适的条件下在吃什么和怎么运动上做出理性选择。更重要的是,我们继承下来的身体和我们创造出来的环境发生相互作用,再加上我们有时做出的决定,就会启动一个不良的反馈回路。我们在身体未能良好适应的条件下做进化让我们做的事情,就会患上慢性疾病,而我们把这些同样的条件传给我们的孩子,于是他们也会生病。如果想要制止这种恶性循环,我们就需要搞明白如何顺应本心而又合乎理性地助推、促使,有时甚至是强迫自己去吃有益健康的食物,并更积极地锻炼身体。这,也算是进化而来的生存之道吧。
引言 适应意味着什么
总体来看,人类这个物种相当繁盛,这在很大程度上归功于最近几代人取得的社会、医疗和技术方面的进步。数十亿人比他们的祖辈活得更久、长得更高,并且能享受到比过去大多数国王和王后更舒适的生活。
尽管情况已然相当不错,但还可以更好,因为我们有充分的理由担心人类的未来。除了气候变化造成的潜在威胁,我们还面临着人口激增以及疾病流行方式转变的挑战。
与健康状况不佳和体重超重伴随出现的是心脏病、中风、各种癌症以及许多代价高昂的慢性疾病,如2型糖尿病和骨质疏松。人们的死亡率降低了,但是疾病的发生率却升高了,健康状况出现了下降。
慢性疾病的发生率如此之高,不仅预示着患者病痛的增加,同时也意味着巨额的医疗费用。
很明显,人类不怎么适应食用太多垃圾食品,并整天坐在椅子上,但我们的祖先也没有被进化适应于吃驯化的植物和动物、看书、使用抗生素、喝咖啡、在有玻璃碎屑的街道上赤足奔跑。
我们的第一要务是要考虑“适应”意味着什么,这是一个更深刻、更棘手的问题。坦白地说,适应的概念难以定义和明确使用,这是众所周知的。因为我们进化适应于吃某些食物或从事某些活动,并不意味着它们对我们有好处,或没有其他更好的食物和活动了。因此,在我们讲述人体进化史之前,让我们先思考一下适应的概念是如何从自然选择理论中衍生出来的,这个术语的实际含义是什么,以及适应可能与我们今天的身体有什么关系。
自然选择是如何起作用的
进化就是随着时间而发生变化。即使是铁杆的神创论者也认识到,地球及其物种并不是一成不变的。达尔文理论的激进之处在于,它惊人地全面解释了进化如何通过自然选择发生,而不需要任何有意识的行为。
自然选择是一个非常简单的过程,本质上是三种常见现象的结果。第一种是变异:每个个体都不同于其物种中的其他成员。第二种现象是遗传可能性:每个人群所表现出来的一些变异可以遗传,因为父母会把他们的基因传给后代。第三种现象是繁殖成功率差异:所有生物,包括人类,所产生的具有自我生存繁殖能力的后代数量都是不同的。
如果你认同变异、遗传、繁殖成功率差异的存在,那么你就必然接受自然选择的存在,因为这些现象组合起来的必然结果就是自然选择。无论你是否喜欢,自然选择都会发生。用比较正式的话来说,即只要具有可遗传变异的个体,相比族群中的其他个体,产生的存活后代数不同,即后代的相对适合度不同,那么自然选择就会发生。
如果一个物种经过进化而来,并且被认为“适应”于某种特定的饮食或栖息地,那么这一物种的成员食用那些特定的食物、生活在那种特定的环境下,应该是最成功的。基于很多原因,答案是“未必”。
棘手的进化适应概念
人类的身体带有上千种明显的适应。你往往对这些适应习以为常,但只有在它们的功能不能正常发挥时,它们的价值才会让人明显地感受到。然而,并不是我们所有的身体特征都是适应的结果,并且许多适应的作用方式是有悖常理或不可预知的。要了解我们适应于什么,就要求我们能够识别哪些是真正的适应,并解释它们的意义。但是,这些总是说起来容易做起来难。
第一个问题是要识别哪些特征是适应,以及它们为什么是适应。假定所有特征都是适应是不正确的。尽管给每个特征的进化适应价值编造一个假设的故事并不难,但是严谨的科学需要验证某种特征是否确实是适应。
虽然进化适应不像人们可能设想的那么广泛而易于识别,但它们确实大量存在于人体中。然而,真正使得适应具有进化适应价值,即提高个体的生存和繁殖能力,往往取决于环境。
根据定义,适应是指能帮助个体比本族群中其他个体拥有更多后代的特征,所以当个体拥有的存活后代数最有可能发生变化时,适应的自然选择作用就会最强大。笼统地讲,当环境艰难时,适应进化最强烈。
适应也是有代价的,代价会抵消它们带来的好处。 如同我们每次做某些事情时,就不能同时做其他事情。此外,随着条件不可避免地发生变化,变异的相对代价和好处也会不可避免地跟随条件而变化。妥协的一个后果是,自然选择很少会达到完美或根本不会达到完美,因为环境总是在不断发生变化。每个个体的适应都是不完美的产品,来自一系列连续不断变化着的妥协。自然选择不断推动生物向着最优进化,但最优几乎总是不可能达到的。
完美可能达不到,但进化会把身体内的适应积累起来,就像你可能会积累新的厨房用具、书籍或衣物一样,这样身体就能在各种不同环境中发挥相当不错的功能。人类的身体是由一堆杂乱的适应组成的,这些适应经过了数百万年的积累。这种大杂烩式的效果好比一份重写手稿。
必须指出的最后也是最重要的一点,关于适应:没有一种生物的进化适应是为了健康、长寿、幸福或者达到生物努力想要实现的许多其他目标。提醒一下,适应是自然选择形成的、促进相对繁殖成功率(适合度)的一种特征。因此,适应经过进化后能促进健康、长寿和幸福,是仅限于这些属性能使个体产生更多存活后代的情况下。
总而言之,试图回答“人类适应于什么”这个问题,虽然简单,却不切实际。一方面,最根本的答案是,人类适应的事情就是:拥有尽可能多的子女、孙辈和曾孙辈!另一方面,我们的身体实际上如何把自己传给下一代完全不是一件简单的事。由于复杂的人类进化史,因此人体并不是适应于任何单一的饮食、栖息地、社会环境和运动方法。从进化的角度看,最佳健康状态是不存在的。
为什么人类进化史很重要
生命本质上是有生命有机体利用能量来产生更多生命有机体的过程。因此,如果你想知道为什么人们的外表、生理机能、所患疾病不同于他们的祖辈、邻居或神秘猴子时,那么你就需要知道生物的历史,正是经过这样的进化史,人类个体与他们的邻居和猴子才会变得如此不同。
探讨身体的漫长进化史有助于解释为什么当你和其他人应对适应不佳或适应不足的条件时,就会得病或受伤。
人体的许多特征适应于进化所经历的环境,但不适应于我们创造的现代环境,这种观点被称为失配假说,是新兴的进化医学领域的核心观点,而进化医学是将进化生物学应用于健康和疾病的学科。
撇开家谱的精确细节,人体的故事可以归结为五个重大转变。这五大转变都并非不可避免,但每一次转变都添加了一些新的进化适应,并去除了另一些进化适应,从而以不同的方式改变了人类祖先的身体。
- 转变之一:最早的人类祖先从猿类分化出来,进化成为直立的两足动物。
- 转变之二:这些最古老的祖先的后代是南方古猿,他们进化出采集并摄入除主要水果外多种其他食物的适应。
- 转变之三:大约200万年前,人属最早的成员进化出接近现代人类的身体,脑容量也开始变大,这使他们能够成为最早的狩猎采集者。
- 转变之四:随着古代人类狩猎采集者的蓬勃发展,并扩散到旧大陆的大部分地区,他们进化出了更大的脑容量,身材也变得更高大,但生长变得更缓慢了。
- 转变之五:现代人类进化出特殊的语言、文化和合作能力,使人类得以迅速扩散到全球各地,并成为人属在这个星球上唯一幸存的物种。
为什么进化对现在和将来也很重要
进化是一个动态的过程,直至今天仍然在发生,我更愿意将其定义为随时间推移而变化。与有些人的假设相反,我认为旧石器时代结束后,人体并没有停止进化。我们的身体与几百代前的祖先并不完全相同。同样的道理,我们数百代后的后代也会不同于我们。
进化并不只是生物学上的进化。基因和身体如何随时间而改变,这一话题极其重要,但另一个需要解决的重要动力是文化进化,这是现在地球上最强大的变革力量,正在从根本上改变我们自己的身体。回首过去几百代人的发展,有两次文化转型对人类的身体至关重要,需要将其添加到上述进化转变列表中:
- 转变之六:农业革命,此时人们开始耕种食物,以此取代狩猎和采集。
- 转变之七:工业革命,始于人们开始用机器来代替人力工作。
第一部分 人类进化的五个阶段
01 直立猿
“缺失的一环”
“缺失的一环”这个术语可追溯到维多利亚时代,这是一个经常被误用的词,一般指的是生命进化历史中那些关键的过渡物种。虽然许多化石被堂而皇之地称为“缺失的一环”,但是人类进化史中有一个特别重要的种类恰恰是真正地缺失了:人类和其他灵长类动物最后的共同祖先(Last Common Ancestor,简称LCA)。令我们大失所望的是,这一重要的种类到目前为止仍然完全是未知的。
尽管不能把证据不存在当作事实不存在的证据,但这确实导致了大量的猜测。最后的共同祖先所属的这部分谱系缺乏化石证据,引起了许多有关这个神秘的“缺失的一环”的猜测和争论。尽管如此,我们仍可以通过对人类和猿类的异同点进行仔细比较,结合我们对人类进化谱系的了解,来对最后的共同祖先生活的时间和地点以及它的外形,做出一些合理的推断。
图 人类、黑猩猩、大猩猩的进化树
严格地说,人类是被称为“人科”的猿类家族中的一个特殊子类,是指与现存人类亲缘关系比黑猩猩或其他猿类更近的所有物种。
尽管有诸多观点,但综合考虑各方证据显示,人类谱系中最初的物种,是从一种与今天的黑猩猩和大猩猩没有太大差异的祖先进化而来的。事实证明,这个推论对于理解最早的古人类何以进化为直立行走的原因和过程有着重要意义。幸运的是,与至今不知所踪的最后的共同祖先不同,我们掌握了关于这些古老的祖先的确凿证据。
谁是最早的古人类
图 两种早期古人类
事实上,一些专家提出,这些古老的物种太像猿类,实际上不能算是人类。然而,我认为他们确实是古人类,原因有几条,其中最重要的一条是,他们的特征显示,他们已经适应了双腿直立行走。
最早的古人类站得起来吗
图 人类与黑猩猩的对比图
由人类与黑猩猩的对比图可以看出人类在直立站立和行走方面的一些改变。
人类与猿类的两足行走最关键的不同之处在于:人类习惯性地高效站立和行走,是因为我们牺牲了四足动物具备的能力。每当黑猩猩和其他猿类直立行走时,它们只能以笨拙而费力的步态蹒跚行走,因为它们缺少几个关键性的改变(如图),正因为有了这些改变,人类才能健步如飞。关于早期古人类的发现中,尤其令人兴奋的是,他们也拥有那些关键改变中的一部分,这意味着他们在某种程度上也已经成了直立两足动物。
撇开细节不谈,最早的古人类出现时的整体画面是这样的:当他们在地面上时,他们肯定不是四足动物;当他们不爬树时,他们是偶然性的两足动物,虽然也能直立站立和行走,但方式与现代人类不同。他们迈步的效率不如现代人类,但他们直立行走的效率和稳定性可能比黑猩猩或大猩猩要高。这些古代的祖先也善于攀爬,他们的大部分时间可能是在树上度过的。
饮食差异
综合考虑所有证据,我们可以颇为自信地推测:早期古人类可能会尽他们所能去吃果实,但自然选择倾向于将那些不那么讨人喜欢的、紧实的、富含纤维的食物保存在人类的食物结构中,如植物的木质茎部,需要多次的用力咀嚼才能咬碎。这些与饮食相关的差异非常微妙。
为什么会两足行走
我认为,现有的证据最能够支持这样一种观点:在人类和黑猩猩的谱系分化时,出现了重大的气候变化,为了帮助早期古人类更有效地采摘和获取食物,直立站立和行走才作为一种常规特征被自然选择保留了下来。
俗话说,“艰难之路,唯坚强者行之”,自然选择作用最强的时候不是在物质丰富之时,而是在物质缺乏、压力陡增之时。
两足行走的第一个明显优势是,双脚站立可以更易于采摘某些果实。
两足行走的第二个优势更令人惊讶,可能也更重要,那就是用两条腿走路可以帮助早期古人类在迁徙时节约能量。
简而言之,许多证据显示,气候变化促使两足行走成为自然选择青睐的特征,这样才能在吃不到果实的时候,提高早期古人类获取备用食物的能力。我们还需要更多的证据来完全验证这种假说,但无论其原因如何,转变为直立站立和行走,是人类进化过程中的第一次重大变革。
两足行走为什么重要
我们周围的有形世界通常表现得如此正常、如此自然,因而那种认为“我们所感觉到的万事皆有目的,万事皆由设计,万事本该如此”的假设甚是诱人,有时甚至令人感到欣慰。这种思维方式会让人相信,人类就像天空中的月亮和万有引力定律一样具有确定性。虽然两足行走的选择在人类进化的第一阶段发挥了初始的、根本性的作用,但它所出现的偶然性环境则突显出其的产生不是必然的。人类的出现是掷了很多轮骰子的结果。
今天,对于两足行走最初是如何进化的及其进化原因,以及为什么这种转变如此重要并导致了重大的后果,我们有了更好的理解。正如我们看到的那样,最早的两足动物用双足站立并不是为了解放双手;相反,他们转变为直立行走可能是为了更有效率地采集食物并减少行走时的能量消耗,前提是如果最后的共同祖先是用指背行走的话。从这方面来看,两足行走可能是在非洲气候变冷时,热爱果实的猿类为了在较开放的栖息地更好地生存而采取的一种权宜性适应。此外,习惯性两足行走的进化并不需要身体立即发生急剧的转变。
改变总是会产生新的可能性和新的挑战。两足行走的特征一旦进化出来,它就为进一步进化改变的发生创造了新的条件。达尔文当然理解这种逻辑,但他对两足动物如何引发进一步进化改变的思考主要关注的是优势,而不是其劣势。是的,两足行走的确解放了双手,为基于工具制造的进一步自然选择奠定了基础。但这些后来的选择性变化放在数百万年的时间尺度中来说似乎并不重要,并且它们也不是解放了一对肢体之后的必然结果。达尔文没有多加考虑的问题是,两足行走也给古人类也带来了新的重大挑战。我们已经如此习惯于两足行走,这看起来是如此正常,以至于我们有时会忘记这可能是一种颇有问题的运动模式。最终,这些挑战对于人类进化过程中后来发生的事件来说,与其优势具有同等的重要性。
两足行走的一个主要缺点出现于应对怀孕时。为了应对怀孕两足动物面临的独特问题而产生的这些改变非常古老,可见于目前为止发现的最古老的古人类脊柱中。
两足行走带来的另一个劣势是速度的损失。放弃了速度、力量和敏捷性,也为自然选择提供了条件,最终在几百万年后使我们的祖先成了工具制造者和耐力跑选手。两足行走也导致了人类常见的其他典型问题,如脚踝扭伤、腰背痛、膝关节问题等。
尽管两足行走有很多劣势,但直立行走和站立的好处一定是在每个进化阶段都超过了其代价的。
02 南方古猿
对主要果实以外的食物产生适应,是人体进化故事中第二次重大转变的核心。
这些转变中最明显的是牙齿和面部的变化。为了咀嚼坚硬有韧性的食物,牙齿和面部发生了适应性改变。更重要的是,将采集食物的范围扩大到远处,有利于进一步改变以便更习惯且高效的长距离行走。这些适应性改变,很大程度上是由气候变化带来的迫切需要推动的,它们的结合具有重要意义。
320万年前的露西
图 两个南方古猿物种的重建
左边是男性和女性南方古猿非洲种;右边是一个女性南方古猿粗壮种。值得注意的是他们相对较长的手臂、较短的腿部、粗壮的腰部和宽大的脸庞。
现在的人科只有一个现存物种——智人,但曾经有过几个物种生活在同一时期,南方古猿亚科是其中物种特别多的一类。由于不确定性和物种之间的差异,认识不同种南方古猿的一个较好办法就是将他们大致划分成两类:牙齿较小的纤细型和牙齿较大的粗壮型。
南方古猿在其他方面不仅不同于猿类,而且与前文讨论的最早的人族也不完全相同。一个非常明显而重要的差异是,他们吃的东西不同。虽然个体之间差异非常大,但南方古猿总体上吃的水果可能要少得多,相反更加依赖块茎、种子、植物茎杆,以及其他坚硬有韧性的食物。这一推断的关键证据是他们的身体上存在许多适应大量咀嚼的适应性改变。
南方古猿还有一个独特且存在变异的特征值得我们思考,那就是他们的行走方式。一些线索显示,如南方古猿阿法种这样的南方古猿物种已经惯于高效地直立行走了。然而,其他南方古猿物种,如南方古猿源泉种,可能更适合爬树,行走时更多依靠脚的外沿,步伐也较小。
第一次吃垃圾食品
现代人类的生活方式与我们的祖先相比有许多不同寻常的地方,尤其是当我们问“今天吃什么”时,我们拥有大量营养丰富的食物,我们拥有着前所未有的食物选择权。然而,我们的祖先南方古猿像其他动物一样,只能吃他们所能找到的食物。水果危机无疑对南方古猿造成了强大的选择压力,对那些获取其他食物能力较强的个体则较为有利。
南方古猿(其中一些物种比其他物种更明显)被迫需要经常搜寻次选食物,即在得不到首选食物时可以吃的其他食物。现代人类在罕见的情况下仍然会吃次选食物。次选食物的一个重要特点在于,吃或不吃可能意味着生死之别,因此,自然选择倾向于对那些有助于动物食用次选食物的适应性改变产生强烈影响。我们常说“人如其食”,但按照进化的逻辑,有时候其实是“人如其不食”。
南方古猿作为一个整体,属于食物采集者,他们的食物多样,其中包括水果,也有些南方古猿因经常挖掘块茎、球茎和块根而受益匪浅。他们几乎肯定还会搜寻其他植物性次选食物,包括叶、茎和种子,我们可以推断,他们经常像黑猩猩和狒狒一样食用昆虫,如白蚁和蛆虫,并且只要有可能,他们肯定会吃肉,很可能是吃动物的尸体,因为他们是动作缓慢、步履蹒跚的两足动物,猎食的效果并不好。
宽大厚实的牙齿
我们的身体中充满着有助于获取、咀嚼和消化食物的适应性改变。在这些适应性改变中,没有什么能比牙齿更能说明问题了。除了牙齿的外观、牙痛或看牙医的费用,你可能很少会想到你的牙齿,但在烹饪和食品加工技术出现之前,失去牙齿就可能意味着被判处死刑。因此,自然选择对牙齿产生了很强的影响,因为每个牙齿的形状和结构在很大程度上决定了动物将食物咬成细小颗粒的能力,食物只有被咬成细小颗粒后才能被身体消化,被消化后才可以从中提取出至关重要的能量和营养素。既然消化较小的食物颗粒能获得更多的能量,那么你可以很容易想到,尽可能有效的咀嚼能力对南方古猿来说至关重要,他们像猿类一样,一天中将近一半的时间都花在了咀嚼上。
图 三个南方古猿物种与黑猩猩头骨的比较
南方古猿阿法种和南方古猿非洲种都比较纤细,而南方古猿鲍氏种则比较粗壮,牙齿、咀嚼肌和脸部都比较大。
南方古猿与黑猩猩和大猩猩一样,很可能也喜欢水果,但他们肯定吃过能够拿到手的任何食物。单一的南方古猿饮食是不存在的。由于气候变化导致水果减少,对于我们的这些近亲来说,难啃的次选食物,尤其是地下贮藏器官,必然成为日益重要的资源。
长途跋涉找块茎
与狩猎采集者相比,黑猩猩和其他住在森林里的猿类更像是现代消费者,因为无论是吃比较喜欢的水果餐,还是吃不那么喜欢的叶子、根茎和草类这些次选食物,它们都很少为了填饱肚子而远行。猿类是被食物包围着的,只不过它们平时都对这些食物中的大多数视而不见。
饮食习惯从以水果为主转变为以块茎和其他次选食物为主,对南方古猿所需要行走的距离必然会产生巨大的影响。南方古猿必须去采集分布较分散的食物。为了找到足够的食物,他们几乎必然要走更长的距离。有时在一些开阔地带,他们还需要面对危险的掠食者和难耐的酷热。但与此同时,南方古猿也可能仍然必须爬树,这不只是为了食物,也是为了找到安全的地方睡觉。
图 行走和奔跑
行走时,腿部在迈开步子时如同倒置的钟摆,在每一步的前半部分将重心(圆圈)向上抬起,直到后半步才落下。奔跑时,腿部更像一个弹簧,在每一步的前半部分,重心下落时腿部伸长,后半步时腿部弹回,帮助身体向上腾空跃起。
我们至今仍然保留着一组高效行走的适应性改变,这种改变在许多南方古猿下肢的化石中表现非常明显。
像南方古猿阿法种这样的南方古猿物种可能在以一种接近现代人类的步态高效行走。但是,如果就此得出结论,南方古猿行走的方式和我们完全一样,那也是错误的;南方古猿肯定还要爬到树上去采水果、躲避猎食者,晚上可能还会在树上睡觉。毫不奇怪的是,他们的骨骼中保留了一些继承自猿类的特点,这些特点对于爬树很有利。
通过自然选择,今天的人体上也留下了一些南方古猿的大步伐特点。最重要的是,他们这种有效且效率较高的行走能力,在人类进化过程中起到了至关重要的作用,使得人族具有了极佳的行走耐力,十分适合穿越开阔栖息地的长途跋涉。自然选择降低了行走消耗的能量,当食物稀缺时,这种差异在面对自然选择时可能具有很大的优势。
直立行走的最大缺点是不能像马匹那样快速奔跑。南方古猿肯定跑不快。
还有一个重要的优势,如达尔文所强调的,直立行走解放了双手,以便从事其他工作,例如挖掘。也许利用棍棒挖掘的自然选择,为日后制造和使用石制工具的自然选择奠定了基础。
你体内的南方古猿
我们所有人的体内都有着大量南方古猿的痕迹。人是奇怪的灵长类动物,因为我们几乎不再爬树,我们走很多路,三餐都不会只吃水果。
03 最早的狩猎采集者
正如我们已经看到的那样,全球气候变化长期以来一直是人类进化的主要推动力,因为它会影响到“拿什么当饭吃”这个古老的问题。在面对全球气候变化时如何获得充足的食物也促使地球进入了人类的时代。
正如我们看到的那样,找到足够的食物这个艰巨的挑战引发了人类进化过程中最初的两次重大转变。然而,尽管这些转变非常重要,但我们仍然很难把露西和其他南方古猿看成人类。他们虽然是两足动物,但他们的脑容量和猿类相似,也不会像我们一样说话、思考或吃东西。
我们的身体和行为方式经过进化,直到冰河时代初期,才变得更像是“人类”。
幸运的是,对我们来说,自然选择似乎倾向于一种革命性的解决办法,以应对栖息地的不断变化:狩猎和采集。这种创新性的生活方式不但包括不断采集块茎和其他植物,还结合了一些划时代的新方法,包括吃更多的肉,使用工具提炼和加工食物,并进行密切合作来分享食物以及分担其他任务。
狩猎和采集的演变为人属的进化奠定了基础。此外,为了实现这种巧妙的生活方式,早期人类需要一些关键的进化适应,被自然选择选中的这些适应不是更大的脑容量,而是接近现代人的身体。在促使身体进化成现在这样的过程中,狩猎和采集演变所起的作用是最大的。
谁是最早的人类
冰河时代的到来加速了狩猎和采集的演变,以及早期人属的几个物种在身体上向现代人的进化,其中最重要的是直立人。
图 三个人属物种女性的重建模型:直立人、尼安德特人和智人
值得注意的是,他们的身体比例大体相似,但尼安德特人的脑部较大,现代人的脸部较小,头部较圆。
无论早期人属有多少个物种以及他们之间的确切关系如何,目前发现的化石所形成的大体轮廓是这样的:与现代人相似的身体结构的进化经历了至少两个阶段。在第一个阶段中,能人脑部略有扩大,脸部不再有突出的口鼻部。在第二个阶段中,直立人进化出了更接近现代人的腿、脚、手、臂以及较小的牙齿和稍大一些的脑部。可以肯定的是,直立人的身体并不完全与我们一样,但这个关键物种的进化标志着现代人类身体结构的大体形态开始出现。同时,现代人类饮食、合作、交流、使用工具以及其他一些行为方式也开始出现。从本质上说,直立人是我们觉得最具有显著现代人类特点的原始祖先。
直立人怎样获取食物
狩猎和采集是由四个基本元素构成的综合系统:采集植物食物、猎取肉食、密切合作以及食品加工。
虽然采集食物看上去很容易,但其实并非如此。在雨林中,猿类每天只需要行走2~3公里,就能采集到足够的食物,它们只需要把自己看到的可以吃的水果和叶子采下来就行。相比之下,生活在较开阔的栖息地上的人族每天需要跋涉的路途则要长得多,只有这样才能找到并萃取出可以吃的食物。
食用植物的好处是能可靠地预测在哪里能找到它们,且它们的储量往往比较丰富,也不会逃跑。但是植物有一大缺点,尤其是野生植物,它们的不可消化纤维含量高,营养素密度相对较低。粗略的计算就能让我们推断出早期人属要采集到足够的食物来维持生存和生殖是存在问题的,特别是其中的妈妈们。
因为直立人女性采集食物的能力不太可能强于现代女性,因此典型的直立人母亲肯定经常无法采集到足够热量的食物来满足自身及后代的热量需求。他们需要其他来源的热量来弥补这个缺口。这些来源之一就是肉。
从早期人属开始,肉就已经成为人类饮食的重要组成部分,但由于不是专门的食肉动物,因此猎食肉类对现代的狩猎采集者来说意味着非常耗时、偶然性高、危险性高,具有相当难度。
我们可以推断,食肉的起源正好与两性的劳动分工同时发生:女性主要负责采集植物,男性不但要采集,还要捕猎和收集肉食。这次古代分工有一个关键性的标志是分享食物,至今也仍是现代狩猎采集者的生存方式。分享食物给最早的狩猎采集者带来了巨大的好处,很难想象如果男性和女性不是这样互相提供食物以及在其他方面合作的话,他们怎么能够生存下来。
分享食物不仅发生于配偶之间和父母与后代之间,而且还发生于群体成员之间,这突显出密切的社会合作在狩猎采集者中的重要意义。合作的一种基本形式是家庭规模的扩大。
分享和其他形式的合作在家庭之外也非常重要。毫不奇怪,狩猎采集者都是高度的平等主义者,他们十分看重互惠,确保每个人都能获得足够的粮食。今天我们认为贪婪和自私是罪过,而在狩猎采集者们高度合作的世界中,不分享、不合作就可能意味着生死之别。
狩猎和采集的最后一道重要工序是食品加工。最晚从开始狩猎和采集起,人类就已经能够加工食物了。
人属最早的物种通过采取一种全新的策略,在气候发生重大变化的时期,解决了“吃什么”的问题。这些人类祖先变身为狩猎采集者,从而解决了如何获取、加工以及食用高质量食物的问题,而不是继续吃低质量的食物。
徒步旅行
图 直立人身上的一些有利于步行和奔跑的适应性改变
左侧显示的特征对步行和奔跑都较为有利,但右侧显示的特征主要对奔跑有利。由于残骸中没有保存下来的跟腱,所以它的长度是人们猜测的。
这种徒步跋涉的能力流传了下来,并印刻在了人体各种起源于早期人属的适应性改变之中,人属在长距离步行方面超越了南方古猿。
奔跑的进化
长距离步行是狩猎采集者的基本能力,但人们有时不得不奔跑。有充分的证据显示,在直立人时期,我们的祖先已经进化出了不凡的能力,能在炎热的条件下以中等速度长距离奔跑。
以其他动物为食是一个残酷、艰难且危险的营生,对于缓慢、弱小、手无寸铁的人族来说尤其如此。针对这一问题的一种重要解决方案是耐力跑。
持久性狩猎利用了人类奔跑的两个基本特点。首先,人类长距离奔跑的速度对于四足动物来说,得从小跑变成快跑才行。其次,人类奔跑时可以通过出汗来散热,而四足动物是通过喘息来散热的,并且它们不能边跑边喘。因此,即使斑马和角马快跑的速度远远快于人类,但人类可以迫使它们在高温下长时间快跑,使它们因体温过热而倒下,从而猎杀这些比人类跑得快的动物。这就是持久性狩猎者的狩猎方法。狩猎者所需要的无非就是长距离奔跑和行走的能力,追踪猎物的智慧,部分开阔的栖息地以及在狩猎前后能获得饮用水。
自从弓箭、网、驯化狗和枪等其他技术发明后,持久性狩猎变得罕见了,但是近年来在世界上许多地方还是有持久性狩猎的报道。这种耐久跑的能力保留在了现代人体内,有大量的适应性改变使我们具有独特的长距离奔跑能力,其中许多最早出现于直立人身上。
发生在人属中的强选择不仅仅针对行走,也针对奔跑,可能是为了食腐和狩猎。这些适应性改变中的一部分,尤其是长腿和短脚趾,是以牺牲爬树能力为代价的。针对奔跑的选择可能使得人属成为灵长类动物中第一批不善于爬树的物种。
使用工具的生活
过去人们曾认为只有人类能够制造工具,但实际上其他一些物种偶尔也能使用简单的工具,比如黑猩猩用石头砸坚果,或者把树枝改进一下用来钓白蚁。然而,自从狩猎和采集行为进化出来后,人类的生存开始严重依赖工具来挖掘植物、狩猎和宰杀动物、加工食物以及从事更多工作。制造和使用工具的选择导致人体的一些鲜明特征首先在人属中进化出来。
肠道和大脑
人类的肠道相对较小,而大脑相对较大。在一项里程碑式的研究中,莱斯利·艾洛(Leslie Aiello)和彼得·惠勒(Peter Wheeler)提出,我们的肠道和大脑有着如此独特的大小比例,是始于最早期狩猎采集者的能量转变,这种转变影响深远。在此转变中,早期人属转向较高质量的饮食,从而明显牺牲了硕大的肠道来换得比较大的脑容量。
脑容量变大以后,尽管消耗的能量变多了,但在最早的狩猎采集者中肯定是有优势的。有效的狩猎和采集需要通过分享食物、信息和其他资源来展开密切合作。此外,狩猎采集者之间的合作不仅仅发生在亲属之间,也发生在同一群体中无亲属关系的成员之间。我为人人,人人为我。母亲们互相帮着采集和加工食物,以及照顾彼此的孩子。父亲们互相帮着狩猎,分享他们成功获得的猎物,合作搭建居所、捍卫资源等。但是,这些所有形式的合作都需要超出猿类水平的复杂认知技能。
有效的合作需要良好的心理解读能力(通过直觉猜测其他人在想什么)、语言沟通能力、推理能力以及抑制自身冲动的能力。狩猎和采集还需要好的记忆力,让他们记住什么时候在哪里找到不同的食物,还需要拥有博物学家的头脑来预测哪里会有食物。追踪猎物尤其需要很多复杂的认知技能,包括演绎与归纳思维。可以肯定的是,200万年前最早的狩猎采集者肯定没有现代人这么发达的认知能力,但他们的大脑比南方古猿的更大、更好,这给他们带来了好处。然后,一旦狩猎和采集取得成功,足以获得更多可用的能量,那么这种生活方式就允许进化的自然选择使得大脑进一步变大。大脑的明显增大发生在狩猎和采集开始出现之后,这不是巧合。
04 冰河时代的古人类
为了弄懂我们获取、存储和消耗能量的独特方式,我们不妨把生命的本质看作是用能量来生产更多生命的一种方式。
从许多方面来讲,人类这个物种的个体数量相对较少,并且进化出一种与众不同的策略,即投入较多的能量,以较慢的速度繁殖。
人类仅仅在身体的生长和维持方面投入的能量就绝对多于猿类。但同时,人类经过进化又加快了繁殖速度。从本质上说,我们的这一进化结果是以一种全新的方式,把猿类和老鼠的策略成功地结合了起来。但做到这一点确实意味着能量利用方面的革命,这一革命对现代人类的健康仍然有着深刻的影响。
在冰河时期生存和扩张
直立人是第一种跨洲的人族。
对于直立人快速广泛地扩散到远方,我们不应感到惊讶。更值得注意的是,这些狩猎采集者在冰河时期就开始向温带栖息地殖民。许多人认为,整个冰河时期就是巨大的冰川覆盖着地球的大部分地区,但实际上它的特点是冰川扩张的极冷期和冰川收缩的快速变暖期反复循环。
直立人很不幸。他们在地球历史强烈动荡和艰难的时期开始时在非洲进化了出来。然而,这个物种没有停留在非洲,而是很快就走向全球,在广袤的非洲和欧亚大陆上继续进化。他们在冰河时期的剧烈波动中不但应付过来了,而且发展壮大了。
冰河时期的古人类
不同人群由于相距遥远而产生了生殖隔离,自然选择和其他随机的进化过程使他们随着时间的推移差异逐步增大。由于从事狩猎采集的人群分散在几个大洲,并遭遇了冰河时期的变迁,他们开始发生改变,出现差异,尤其是在体型大小上。
图 脑容量大小
上图描绘了脑容量随人类进化而增加的情况。下图描绘了人族不同物种的脑容量范围。
图 不同种类的古人属比较图
他们中的全部,甚至包括小个子的弗洛勒斯人,都是直立人中明显的一般类型的变种,他们拥有垂直、突出的大脸和长而低平的颅骨。不过,不同人种之间大脑和脸部的大小并不相同,其他一些特征也具有一定程度的差异。
分子学和化石数据显示,海德堡人在40万~30万年前分为了几个部分隔离的支系。非洲支系进化成为现代人类。另一支系在亚洲进化成为丹尼索瓦人,在欧洲和西亚地区进化成了最著名的古人属——尼安德特人。
我们的“表亲”尼安德特人
新近的数据显示,尼安德特人和现代人类的确是不同的物种,在遗传学上,两者至少在80万~40万年前就分离了。虽然这两个物种之间有少量杂交,但他们是近亲的关系,而不是祖先和后代的关系。
关于尼安德特人最重要的事实是:他们是距今大约20万~3万年前生活在欧洲和西亚之间的古人属物种。他们是有技巧、有智慧的狩猎者,较好地适应于自然选择,他们的智慧支持他们在冰河时期寒冷的半极地条件下生存了下来。
尼安德特人是成功的狩猎采集达人,如果没有智人的出现,他们可能仍然会存在下去。
巨大的脑容量
在直立人与其古人属后代之间的显著变化中,最明显和最令人印象深刻的是大脑的增大。巨大的大脑进化出来可能是因为它们有助于我们思考、记忆以及执行其他复杂的认知任务,但如果聪明是一件好事,为什么较大的脑容量没有在早些时候进化出来,为什么没有更多的动物拥有像我们一样的大脑呢?答案与能量有关。较大的脑容量对大多数物种来说意味着过高的能量消耗,但直立人和古人属能够生长出的大脑在容量和能量消耗上超越了以前的可能性,这是由于狩猎和采集带来的红利使然。
表 人属物种
人属的大脑是如何变得更大的?生长出较大的大脑,主要有两种方法:延长生长时间或加快生长速度。
大脑是通过其连接网络来工作的,人类的新皮层因其面积更大及创建出的连接更多,因此具有更大的潜能,能够从事复杂的任务,比如记忆、推理和思考。如果大脑越大越聪明,那么尼安德特人和其他脑容量大的古人类就相当聪明了。
然而,更大的大脑也带来了相当大的消耗。拥有较大的大脑还面临着其他重要挑战。人类的大脑需要特殊的管道来提供氧合的血液,然后将其返回到心脏、肝脏和肺。大脑还是一个脆弱的器官,它需要足够的保护,在我们摔倒或头部遭到打击时,大脑才不至于受到损伤。大脑越大就需要越多的保护,以免造成脑震荡。即使是在最佳情况下,分娩过程也必然会经历强行挤出,而且人类母亲几乎总是需要帮助才能分娩成功。如果把所有这些成本都叠加起来,那就难怪大多数动物没有硕大的大脑了。更大的大脑可能会让你更聪明,但付出的代价也很大,还会引起许多问题。
大脑变大带来的最大好处可能是那些我们无法在考古记录中搜寻到的行为。但可以肯定的一组新增加的技能必然是合作能力的增强。
动物会躲避捕食者,而既然古人类不能在力量上压倒他们的猎物,那么早期狩猎者就不得不依赖于运动才能、智慧和博物学知识的结合。狩猎者必须预测猎物在不同条件下的行为才能找到它们,足够接近并杀死它们,以及在猎物受伤时跟踪它们。用于追踪动物的技能可能为科学思维的起源奠定了基础。
旷日持久的成长
做孩子很有意思,但从进化的角度来看,人类为此确实付出了高昂的代价,因为我们成熟的步伐极其缓慢。
图 不同物种的生活史
由于增加了一个儿童期,而且成年前的青少年期也更长,因此人类的生活史延长了。南方古猿和早期直立人的生活史与黑猩猩接近。生活史的减慢可能是从古人属中的一些物种开始的,但有关于何时开始和减慢的程度目前尚不清楚。
虽然体型较大的动物发育成熟通常需要较长的时间,但人属发育步伐的延缓并不能用体型的增大来解释。一个更可能的解释是,人脑需要较长时间才能发育成熟,因为它们太大了,并且需要的连接太复杂了。
即使在现代人类进化出来之前,人们在少年期和青少年期的发育步伐并没有完全放缓,但古人类中的母亲肯定还是面临着能量方面的双重压力。第一,由于儿童期的存在,大多数母亲不得不在哺育婴儿的同时照顾稍大一点的幼儿。因此,古人属母亲需要大量额外的能量和帮助。大脑变大的母亲及其后代还面临着第二个能量方面的困境,那就是如何为他们硕大的、极度耗能的大脑提供能量。那么早期人类母亲是怎样从中生存下来的呢?答案是依靠大量的脂肪。像其他动物一样,人们主要是把多余的能量以脂肪的形式储存了起来,始终保持储备供应状态,以备不时之需。然而,与大多数哺乳动物相比,人类真是肥胖异常,我们有充分的理由相信,自从古人属脑部扩大及发育延缓以后,我们变得相对更胖了。
肥胖的身躯
现代世界有一个特别怪异的现象,那就是许多人在为脂肪而担心。虽然脂肪和体重困扰人类已有数百万年,但在不算太久之前,我们的祖先面临的主要的困扰就是饮食中缺乏脂肪以及体重不足。脂肪是最有效的能量储存方式,在某个时期,我们的祖先进化出了一些关键的适应性改变,来储存比其他灵长类动物更多的脂肪。由于这些祖先的改变,导致我们中最瘦的人,比起其他野生灵长类动物来说也相对较胖,而且我们的婴儿比起其他灵长类动物的婴儿也更肥。我们有很好的理由可以推测,如果没有储存脂肪的能力和倾向,古人类永远不会进化出较大的脑部和生长缓慢的身体。
如果没有充足的脂肪,人脑就不会变得如此之大,狩猎采集者母亲就不太可能提供足够的高质量乳汁来哺育脑部变大的后代,我们的耐力也会欠佳。
脂肪在人类进化过程中所起的重要作用现在却变得尴尬了,我们许多人现在太适应于摄取和储存脂肪了。脂肪储备就像存放在银行里的钱,在荒年也能使人维持身体机能运转,甚至进行繁殖。不幸的是,自然选择从未让我们对无尽的丰收做好准备,更不要说快餐店了。
能量从何而来
古人属想要长出较大的体型,甚至还有较大的脑部,要延长其生长期,可能还需要让他们的孩子在较小的年龄断奶,积蓄更多的脂肪,这些都需要必要的能量,那么能量从哪里来?只有两个方法能够完成这些壮举。首先是在总量上获得更多能量。其次是以不同的方式分配能量,把较多能量花在脑部生长和繁殖上,花在其他功能上的则较少。而目前有证据显示古人属是双管齐下的。
基础代谢率(BMR),即在不活动、不消化食物,也不做任何事情的情况下,身体各组织所需要的能量。对于所有的哺乳动物来说,基础代谢率主要与体重有关,人类在这方面似乎也不例外。人类改变了分配给基础代谢率不同部分的能量比例。这是一个很合理的猜测:直立人和古人属能够维持一个大到不成比例的大脑,部分是由于他们的肠道相对较小。较小的肠道以及较小的牙齿只有在摄入很多肉类和很多加工食物的情况下才能成为可能。
虽然肠道变小能帮助人们负担起变大的大脑,但我们还需要考虑身体实际每天消耗的能量(总能量消耗)与获得的能量(你的每日能量产出)之比。人类在这两个方面的表现都非比寻常,古人类可能也是如此。由于古人类必须进行的行走和工作量与身材相仿的现代人类一样,因此他们的总能量消耗可能也相差无几。
成年狩猎采集者的每日能量产出一般都高于他们的总能量消耗。明显多出来的这些能量有几个来源,包括更广泛地猎取肉食和采集高质量的食物来源,例如蜂蜜、块茎、坚果和浆果,这些食物产生的能量多于获取它们所消耗的。还有另外两个关键的因素有可能帮助古人类获得一定的能源盈余,那就是合作和技术。
无论古人类究竟能够多么经常性地获得富余的高质量食物,这些正平衡显然启动了一个正向的反馈回路。关于这个反馈回路的工作机制,有几种不同的理论,但所有理论都基于同一个原则:满足身体的基本需求后,你可以通过多种不同的方式消耗掉多余的能量。你可以把能量用于生长(如果你还年轻),你可以将它存储为脂肪,你可以进行更多体力活动或者可以把能量消耗在生育和抚养更多后代上。如果面临的生存风险高,婴儿死亡率较高,那么最佳的进化策略就应该更像是一只老鼠,而不是猿类,要把多余的能量尽可能消耗在生殖上。然而,如果你的孩子生活条件优越,生存机会很高,那么像古人属那样进化就有很强的优势:通过延长后代的发育期,让他们脑容量变大,这样就能将更多能量花费在数量较少、质量较高的后代上。由于较大的大脑可以进行更多的学习以及产生更复杂的认知和社会行为,包括语言和合作,因此这些后代就将拥有更好的生存和繁殖机会,因为他们可以发展成为更好的狩猎采集者。然后,这些变得更聪明、合作能力更强的狩猎采集者将生产出更多的盈余,自然选择也将继续青睐长得更大、更慢的大脑,以及生长期更长、更胖的身体。此外,对于有足够食物供应和强大社会支持的母亲来说,婴儿在较小时断奶能使她们受益,因为这样一来她们就能生更多的孩子。
我们有理由相信,能量盈余引发了能量消耗分配的改变,这种改变是冰河时期古人类中的狩猎采集者身体进化背后的关键驱动力。
霍比特人的故事
奇怪的进化事件经常发生在岛上。偏远小岛上的大型动物经常面临能量危机,因为与较大的陆地相比,小岛上一般植物较少,食物也较少。在这些环境中,体形巨大的动物生存艰难,因为它们需要的食物超过了小岛所能提供的范围。相比之下,小岛上的小动物往往比大陆上的近亲们生活得更好,因为它们有足够的食物,来自其他小物种的竞争也比较少,加之小岛上往往缺乏天敌,它们根本不需要躲藏。在许多小岛上,往往是小型物种长得较大(巨型化),而大型物种长得较小(小型化)。因此,马达加斯加、毛里求斯和撒丁岛上生活着巨型的老鼠和蜥蜴(科莫多巨蜥),以及身材矮小的河马、大象和山羊。
相同的能量限制和变化过程也影响着狩猎采集者,最极端的例子发生在偏远的弗洛勒斯岛上的人属中。在一个资源有限的岛上,脑容量和身材缩小没什么不合适之处,相反,当某种早期或古人属面临能量供应不足时,脑容量和身材缩小是可以想见的。硕大的身体和脑容量能耗巨大,在自然选择削减成本时,它们自然成了首要目标。
古人类身上到底发生了什么
我们大约是和尼安德特人同时进化而来的,如果观察20万年前这些最早的现代人类,你也许不会觉得这些祖先与当代人有什么根本性差别。除了霍比特人,现代人类和古人类的身形大致相同,脑容量也一样大。当然,现代人类很明显在某些方面是独一无二的,并且我们这个物种迄今为止在进化方面都享有一种非常不同的命运。到冰河时期结束时,我们所有的近亲都灭绝了,现代人类是人族中唯一幸存的物种。
05 有文化创造力的智人
事实上,与一些极端观点不同,在不太遥远的石器时代,生活或许既没有那么水深火热,也没有那么浪漫田园。
现代人类与古人类相比,最深刻的不同在于我们的文化变革能力。
在信息和思想的创新方面,以及将信息和思想在人与人之间传递方面,现代人类有着独特的、前所未有的能力。首先,现代人类文化变迁逐渐加速,促使我们祖先的狩猎采集方式发生了重要改变,但这种改变是增量性的。其次,从大约5万年前开始,人类社会发生了文化和科技革命,这场革命帮助人类殖民了整个星球。
我们的硬件中进化出了一些细微的变化,而这些变化引发了一场软件革命,这场革命仍在加速进行中。
谁是最早的智人
科学对现代人类的起源提供了一个单一的解释。这个解释已经通过多线证据得到了非常好的研究和检验,因此我们能够以相当程度的自信指出,现代人类约在20万年前的非洲从古人类进化而来。
对我们这个物种的起源,要精准地确定其时间和地点,很大程度上依赖于对人类基因的研究。
在非常近的年代之前,所有人都是非洲人。
所有现在生活着的人类都起源于数量上小得惊人的同一群祖先。
经过对尼安德特人与现代人类基因组差异的详细分析,科学家发现,所有非洲以外的现代人类都有很小比例的基因来自尼安德特人,比例在2%~5%之间。显然,在5万多年前,尼安德特人与现代人类之间曾经发生过一些杂交,这些杂交可能发生在现代人类从非洲经中东向外扩散的时候。此后,这一群体的后裔散布到欧洲和亚洲,这也解释了为什么非洲人的基因里没有任何尼安德特人的基因。
另一个杂交事件发生在人类扩散至亚洲时,是现代人类与丹尼索瓦人的杂交。生活在大洋洲和美拉尼西亚的人中,约有3%~5%的基因来自丹尼索瓦人。随着越来越多的化石DNA被发现,我们可能会找到更多杂交事件的痕迹。不过需要记住的是,我们不应该把这些痕迹视为人类、尼安德特人和丹尼索瓦人是一个单一物种的证据。亲缘关系近的物种在发生接触时往往会有少量杂交,在这一点上,人类显然也没有什么不同。
人类迁移的精确年表将会随着更多的考古发现而变化,但最重要的一点是,自现代人类首次在非洲进化出来后仅仅17.5万年,就殖民了除南极洲以外的各大洲。此外,无论何时何地,只要是现代人类狩猎采集者所到之处,古人类很快就灭绝了。
现代人类中的“现代”是什么意思
图 早期现代人类头骨与尼安德特人头骨的比较
两者的比较显示出现代人类头部的一些独有特征。这些特征有许多是脸部变小、不再突出带来的结果。
矛盾的是,能把我们和古人类区别开来的最明显差别是解剖学对比,但这些解剖学对比的生物学意义却难以解释。这些差异大部分见于头部,可以归结为头部构成方式的两个重大变化。总体来看,现代人类和古人类的解剖学差异在颈部以下要比颈部以上少得多。
虽然现代人类和古人类的身体大致相似,差别十分细微,但考古记录却告诉了我们一些不同的故事。考古证据显示,人群之间的行为差异开始时并不大,是随着时间的推移而变大的,这也不应令人感到奇怪。事实上,这种初始的相似性正是你会想到的。尼安德特人与现代人类继承了相同的工具制作传统,这个传统被统称为旧石器时代中期文化。
从大约5万年前开始,不可思议的事情发生了:人类形成了旧石器时代晚期文化。数以千计的考古遗址表明,狩猎和采集方式在旧石器时代晚期发生了一场根本性的革命。旧石器时代晚期的革命中最深刻的变革体现在文化方面:人们的思维方式和行为方式发生了变化。这一变化最明显的表现是艺术。旧石器时代晚期革命的另一个组成部分是文化的变化。
总而言之,如果要说现代人类和我们古老的表亲相比最大的差异是什么,无疑就是我们非凡的创新能力和热情了。
现代人类的大脑更好使吗
图 不同的脑叶
人脑的一些区域,包括颞叶和额叶的前额叶部分,在人类中比在猿类中相对较大。有可能这些区域在现代人类中也比古人类大。
一个狩猎采集者的成功严重依赖于其与他人合作的能力,以及有效采集和狩猎的能力。合作需要有解读他人心理的能力:了解他人的动机和心理状态,控制自己的冲动,并能有策略地采取行动。所有这些功能都受益于更大或运作更好的前额叶皮层。合作还需要有能力来迅速传递有关情感、意图、想法和事实的信息。
颞叶的增大可能也促进了以上技能的改善,另外,顶叶可能会帮助最早的现代人类作为狩猎采集者时进行有效的理性思考。大脑的这些部分让我们可以在头脑中形成地图,来解释追踪动物所必需的感官线索、推断资源所在的位置,以及制造和使用工具。鉴于现代人类大脑中这些区域增大的证据,我们有理由推测,人类的大脑变得更圆,不仅让我们在外表上更趋向于现代人类,也让我们在行为上更趋向于现代人类。
现代人类大脑的其他方面可能也有所不同,但由于没有古人类大脑可供研究,因此我们只能猜测。一种可能是,人脑的神经网络连接方式不同。
如果说现代人类和古人类的脑部结构和功能不同,那么其背后必定存在遗传差异。
口才
图 语言产生的解剖学基础
左上图(一个现代人类头部的中间截面)显示了人类的喉部位置低、舌头短而圆。这种独特的构造导致声道的垂直管道和水平管道几乎等长,并在会厌和软腭之间形成一个开放腔隙(右上图)。像其他哺乳动物一样,黑猩猩的垂直管道短,而水平管道长,在舌后形成一个闭合的腔隙。古人类的重建模型提示,其声道的构造更接近黑猩猩。
人类是唯一在吞咽太大的东西或不小心时有窒息风险的物种。为了把话说得更清楚,人类确实付出了沉重的代价。
文化进化之路
无论是何种生物学因素使我们在认知和行为上成为现代人类,这些因素都是主要通过文化表现出来的。黑猩猩这样的猿类也有着非常简单的文化;而人类则有着复杂的文化,如直立人和尼安德特人。而现代人类与有关的考古记录毫不含糊地表明,我们具有创新和传播新思想的非凡能力和倾向。
智人从根本上说是一个有着繁荣文化的物种。的确,文化必然是我们这个物种最鲜明的特点。
人类的文化创造力一旦得到释放,就成了停不下来的发动机,使得进化改变日益加快。像基因一样,文化也会进化。但是,与基因不同的是,文化的进化历经了不同的过程,使其强度和速度都远甚于自然选择。这是因为被称为“模因”的文化特质,模因在几个关键方面都与基因不同。新的基因只会通过随机突变而偶然产生,而文化的变异则往往是人类有意为之的。出于某些目的,人类通过自己的智慧创造出了诸如农业、计算机和资本主义这样的发明。此外,模因的传播不仅是由父母传给后代,而是可以有多个来源。这些差异使文化进化成为一种比生物学进化更快、更强的改变因素。
文化本身并不是一种生物学性状,但是人类的文化行为以及使用和改变文化的能力,是在现代人类中特别出现的基本生物学适应。文化与人体生物学因素最基本的相互作用是习得行为改变人体环境,进而影响人体的生长方式和功能,这些习得行为包括:吃的食物、穿的衣服、参与的各项活动。这种影响不会直接导致进化的发生(拉马克学说),但随着时间的推移,这些相互作用的一部分会使得群体中的进化改变成为可能。
有时文化创新会驱动身体的自然选择。在许多的其他情况下,文化会减弱或抵消掉环境对身体的影响,从而缓冲掉自然选择对身体的影响,否则这种影响就可能发生。
人类的身体里装载的一些特性,已经在文化和生物学因素的相互作用下进化了数十万年。在这些适应性改变中,有些出现的时间比现代人类的起源还早。
尽管有人认为,自从20万年前智人进化出来后,人类在生物学上几乎没有什么变化,但我们持续不断地创新显然促进了对人类身体的自然选择。这种选择很多是区域性的,使得世界不同地区不同人群中出现了变异。当旧石器时代晚期的人类向全球扩散,并遇到新的病原体、不熟悉的食物以及各种各样的气候条件时,自然选择使得这些新分离出来的人群适应了变化的环境。