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给孩子最好的科学教育
不知道你注意到没,猴子猩猩这些灵长目动物的下半脸相对整张脸来说比较宽大,特别是嘴巴都比较突出,长得跟雷震子似得,好像只有人类才有比较瘦长的下巴。这是个巧合吗?
雷震子用小锤锤锤大坏蛋的胸口。难道说雷震子是一种不同于智人的史前人类?
一些科学家也注意到了这个差别。他们还发现,不仅是现代人类,人类祖先的上下颌相对头部的比例也要比其他灵长目动物小一些。
这是怎么回事呢?
原来,和猕猴啊这些灵长目动物相比,人类的腮帮子里比较缺乏快缩肌(Fast-Twitch Muscle Fiber,也叫II型肌纤维)。快缩肌这种肌肉对短跑举重一类的力量型无氧运动来说很重要。
很显然脸上里多长一些快缩肌可以帮助咀嚼。非人灵长动物,比如大猩猩、黑猩猩,还有已经灭绝的早期人科物种南方古猿都有强壮的上下颌肌肉。再配合宽大的上下颌骨,它们的嘴巴就变大突出来了,咬合力也上去了。这可以帮它们咬碎粗糙坚硬的坚果和植物根茎,也是不少研究黑猩猩的科学家变成9指神僧神尼的原因。
人类(左)和最亲的近亲黑猩猩(右)的头部比较
那么,为什么人类会少快缩肌?这对人类来说有什么好处呢?
不少人认为,快缩肌的消失就是人类能长出个大头的重要因素之一。
肌肉对包裹着的骨骼有塑造力量。比如,一些身上长了双份肌肉的正常小鼠的骨头就会因为要支撑过多的肌肉而变形。别看腮帮子的肌肉好像管的是吃饭的事情,但是它们也会影响脑子。
一些动物脸上负责咀嚼的肌肉,尤其是嚼肌(temporalis muscle)的连接部位会覆盖在头顶的一块骨头——矢状隆起(sagittal ridge)上。
上图是已灭绝的人科傍人属的埃塞俄比亚傍人(Paranthropus aethiopicus),生活在距今270-230万年前,你可以看到它头顶壮观的矢状隆起。下图是现代猕猴(左),大猩猩(中)和人类(右)的矢状隆起,红色部分是嚼肌覆盖的位置,显然人类的矢状隆起就长得温和很多,嚼肌也相对更小。
人类也有矢状隆起,就在婴儿的前后2个囟门之间,囟门就是头骨左右之间的间隙。嚼肌力量越强,对这个部位的钳制越厉害,囟门就会早早闭合,脑子就不太可能长大。
婴儿的2个囟门
比如人类在灵长目动物中最近的亲属——黑猩猩的囟门在娘胎里的时候就长好闭合了。而人类的嚼肌弱,而且不覆盖矢状隆起,因此前囟门要到1岁多才闭合,而矢状隆起直到刚成年时还能轻微活动。
人类脸上的嚼肌变弱了以后,或许就为脑壳的肿大解除了限制。
这么说有证据吗,会不会是人类脑壳变大了以后脸上的肌肉才变弱的呢?
这么说是因为人类脸上肌肉变弱发生在变成大头之前。
实际上,管嘴巴上快缩肌生长的基因叫做 MYH16,它能够制造上下颌上的某些肌肉蛋白(肌凝蛋白)。其他的灵长目动物,比如黑猩猩和猕猴的这个基因都还有用,但是目前世界上所有人类的版本都发生了变异,已经失活了。
更巧的是,通过基因技术(分子钟)发现,MYH16的失活恰好发生在210万-270万年前,也就是刚好在人类祖先的脑壳发生巨变之前。
在2百万年前,直立人就开始走出非洲扩散开来。在后来的2百万年里,一些人属的祖先的大下巴开始变小,有了现代人类的外貌。最厉害的是,在这2百万年里,人类的脑壳长成了之前的3倍大!
你或许会想,腮帮子的肌肉变弱,咬合力下降,还怎么嚼得动又生又硬的植物呢?不就要饿死了吗?
因此,在这个基因突变发生前,人类祖先或许已经不完全依赖植物性食物,比如已经吃上了更多的肉类,或者已经会使用工具把植物切碎再吃(想知道炊具和餐具如何把人类的脸变小吗,点我查看)。如果人类祖先已经能够吃上更多肉或者学会使用工具,那么他们的智力水平早就已经甩开其他灵长目一大截了。
所以说,腮帮子变无力、下巴变尖究竟是为人类的智力暴增雪中送炭,还是锦上添花,这是个值得深究的好问题。
如果按照雪中送炭的思路走,那么终极进化的人类可能是这样的:
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