3000 年前，人类大脑何时以及为何缩小？
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图片来源：Pixabay/CC0 公共领域
3000 年前，人类大脑何时以及为何缩小？蚂蚁可能掌握了线索
来源 前沿
2021 年 10 月 22 日
大脑是人体中最复杂的器官。现在，一项新研究使我们更接近于了解大脑的一些演变。它表明大约 3000 年前，人类大脑的体积缩小了。通过研究蚂蚁作为模型来说明为什么大脑的大小可能会增大或减小，研究人员假设大脑萎缩与人类社会集体智慧的扩张平行。
研究和理解大脑进化的原因和后果有助于我们了解人类的本质。有充分证据表明，在我们的进化历史过程中，人类大脑的体积不断增加。较少人意识到的是，自更新世以来，人类大脑的体积已经缩小。这些变化究竟是什么时候发生的，或者为什么发生，以前并不为人所知。
“今天关于人类的一个令人惊讶的事实是，与我们更新世祖先的大脑相比，我们的大脑更小。为什么我们的大脑尺寸缩小，对人类学家来说一直是一个大谜团，”来自达特茅斯学院的合著者杰里米·德席尔瓦博士解释说.
为了解开这个谜团，来自不同学术领域的一组研究人员着手研究人类大脑进化的历史模式，将他们的发现与已知的蚂蚁社会进行比较，以提供更广泛的见解。
“一位生物人类学家、一位行为生态学家和一位进化神经生物学家开始分享他们对大脑进化的看法，并发现对人类和蚂蚁的跨学科研究可能有助于确定自然界中的可能性，”共同作者、波士顿大学的 詹姆斯·特兰尼洛博士说。
他们的论文发表在《生态学与进化前沿》 上，为我们大脑的进化提供了新的思路。
图 1.人类大脑进化的趋势。(A)过去 1000 万年间猿类化石（中新世人类）和人类的颅骨容量。中新世晚期和上新世大脑大小保持相对稳定，与早期人类相比，南方古猿的大脑大小仅略有增加。然而，到 200 万年前，增长率急剧增加，与人类属最早成员的化石证据相吻合。此变化点由红色垂直虚线表示（95% CI 显示为粗粉红色垂直线）。在大约 150 万年前检测到第二个变化点，大脑大小的增长速度在更新世和智人的进化过程中保持稳定. 如果包括小脑中、晚更新世人类H. naledi（蓝点）和H. floresiensis（橙点），这两个变化点在 1.97 至 221 万年前合并为一个重叠的脑化事件。(B)在过去的 100,000 年中，智人的大脑大小一直保持稳定，直到仅 3,000 年前发生快速而剧烈的变化点，全新世人类大脑大小的减少速度是更新世之前脑容量增加的 50 倍。每个黑点代表一个单独的头骨化石或骨学标本。
最近的尺寸减少
研究人员对 985 个化石和现代人类颅骨的数据集进行了变点分析。他们发现，人类大脑的大小在 210 万年前和 150 万年前的更新世期间增加，但在大约 3,000 年前（全新世）缩小，这比之前的估计要晚很多。
“大多数人都知道，人类的大脑异常大——比根据我们的身体大小预测的要大得多。在我们漫长的进化历史中，人类大脑的大小急剧增加，”特拉涅洛说。“3000 年前人类大脑体积的缩小是出乎意料的。”
尺寸增加的时间与之前已知的关于人的早期进化和导致的技术进步相吻合；例如，更好的饮食和营养以及更大的社会群体。
至于大脑尺寸的减少，跨学科研究团队提出了一个新的假设，在蚂蚁社会中寻找线索。
关于人类大脑的进化，蚂蚁可以教我们什么？
“我们提出蚂蚁可以提供多种模型来解释为什么大脑会因社会生活而增大或减小。仅仅用化石很难解释为什么大脑会增大或减小。” 特兰尼洛 解释说。
研究一些蚂蚁进化枝中工蚁大脑大小、结构和能量使用的计算模型和模式，例如 织叶蚁、阿塔 切叶蚁或常见的花园蚂蚁，表明群体水平的认知和分工可能选择了自适应大脑大小的变化。这意味着在共享知识或个人是某些任务的专家的社会群体中，大脑可能会适应变得更有效率，例如缩小。
“蚂蚁和人类社会非常不同，在社会进化中采取了不同的路线，”特兰尼洛说。“尽管如此，蚂蚁也与人类共享社会生活的重要方面，例如群体决策和分工，以及自己食物的生产（农业）。这些相似之处可以广泛地告诉我们可能影响变化的因素在于人类大脑的大小。”
大脑消耗大量能量，而较小的大脑消耗较少能量。人类社会中知识的外化，因此作为个体需要更少的能量来存储大量信息，可能有利于大脑尺寸的减小。
“我们认为这种下降是由于对集体智慧的依赖增加，集体智慧比群体中最聪明的人更聪明，通常被称为‘群体智慧’，”特兰尼洛补充道。
德西尔瓦总结道：“我们期待在获得更多数据后对我们的假设进行测试。”
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更多信息：杰里米·德西尔瓦等人，人类大脑何时以及为何缩小？蚂蚁大脑进化的新变化点分析和见解，生态学与进化前沿（2021 年）。期刊信息：生态学与进化前沿
由前沿提供
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