卵巢發(fā)育的變化可能導(dǎo)致大腦變大

人類大腦的大小可能一直在穩(wěn)步增長(zhǎng)，不是因?yàn)?a>進(jìn)化拔毛人群中有一些大腦袋的祖先，他們更喜歡自己的聰明才智，但因?yàn)榉峙浣o不斷增長(zhǎng)的充滿卵子的卵巢卵泡的能量反而流向了我們的頭腦。

這是英國(guó)圣安德魯斯大學(xué)數(shù)學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家毛里西奧·岡薩雷斯-福雷羅（Mauricio González-Forero）提出的一個(gè)新想法，他模擬了古人類大腦的擴(kuò)張南方古猿到現(xiàn)代人。

在先前工作的基礎(chǔ)上，岡薩雷斯-福雷羅使用基礎(chǔ)數(shù)學(xué)創(chuàng)建了方程式，這些方程式描述了大腦和身體組織如何在所涉及的能量成本和控制身體不同發(fā)育階段能量分配的遺傳特征所施加的限制下生長(zhǎng)。

他的發(fā)現(xiàn)——人類的進(jìn)化和發(fā)展更多地取決于我們祖先的繁殖能力，而不是大腦的大小——對(duì)于一個(gè)以我們異常大的大腦為榮的物種來(lái)說(shuō)，這有點(diǎn)令人羞愧。

當(dāng)然有不乏理論關(guān)于為什么人類的大腦在400萬(wàn)年的時(shí)間里幾乎增加了兩倍，而我們遙遠(yuǎn)的黑猩猩祖先的大腦卻有勉強(qiáng)讓步.

最近，科學(xué)家提出，我們的大腦，隨著我們的腸子萎縮而膨脹，當(dāng)我們的祖先從生食轉(zhuǎn)向嘗試發(fā)酵食品時(shí)，可能已經(jīng)獲得了擴(kuò)展的資源。由于結(jié)腸處理發(fā)酵食品的工作較少，這本可以釋放能量來(lái)生長(zhǎng)大腦。

岡薩雷斯-福雷羅以前的工作同樣，人類大腦大小的異常增加可能是身體能量預(yù)算重組的結(jié)果。

2018年，他和圣安德魯斯大學(xué)（University of St Andrews）的數(shù)學(xué)家安迪·加德納（Andy Gardner）發(fā)現(xiàn)，尋找食物和生火等“生態(tài)”挑戰(zhàn)可能是有利于提高腦力的關(guān)鍵問題，而不是社會(huì)壓力就像以前認(rèn)為的那樣，就像合作和競(jìng)爭(zhēng)一樣。

只有找到食物，早期人類才能獲得足夠的能量來(lái)克服巨大的代謝成本否則會(huì)阻礙大腦的生長(zhǎng)。岡薩雷斯-福雷羅（González-Forero）認(rèn)為，解決問題和分享狩獵、采集和尋找美味食物的文化技巧可以進(jìn)一步促進(jìn)大腦的擴(kuò)張以前的研究表明.

但從岡薩雷斯-福雷羅的角度來(lái)看，以前的理論仍然缺少真正分離進(jìn)化選擇的數(shù)學(xué)工具——在進(jìn)化選擇中，有利的特征被積極地青睞自然選擇– 來(lái)自僅以某些方式限制或遏制進(jìn)化的約束。

因此，岡薩雷斯-福雷羅回到了他的模型，對(duì)框架進(jìn)行了修改，包括一些新的方程，他說(shuō)這些方程將進(jìn)化選擇與約束區(qū)分開來(lái);量化大腦、身體和生殖組織生長(zhǎng)的能量成本;并整合控制人類發(fā)育的遺傳特征的變異——從嬰兒期到青春期再到成年期。

González-Forero的新方法“能夠進(jìn)行更深入的分析，表明模型中發(fā)生古人類大腦擴(kuò)張是因?yàn)橹苯舆x擇[卵巢]卵泡計(jì)數(shù)而不是大腦大小，”岡薩雷斯-福雷羅在他發(fā)表的論文中寫道.

換句話說(shuō)，人類只能擁有只有當(dāng)分配給生殖組織生長(zhǎng)的能量——特別是卵巢中每個(gè)月培育和釋放卵子的卵泡——在人類發(fā)育的關(guān)鍵階段被釋放出來(lái)時(shí)，才會(huì)進(jìn)化出更大的大腦。

因此，正是卵巢卵泡的數(shù)量在生命早期得到滋養(yǎng)，阻礙了大腦的生長(zhǎng)，而不是進(jìn)化淘汰了較小的大腦，轉(zhuǎn)而支持較大的大腦，岡薩雷斯-福雷羅原因.在從卵巢到大腦的能量分配發(fā)生轉(zhuǎn)變之前，我們的祖先仍然相對(duì)小腦。

岡薩雷斯-福雷羅說(shuō)，這些生殖限制“將進(jìn)化變化轉(zhuǎn)向?qū)е麓竽X擴(kuò)張的方向”，并發(fā)揮了如此重要的進(jìn)化作用說(shuō)，“如果沒有這些限制，大腦擴(kuò)張就不會(huì)受到選擇的青睞，也不會(huì)進(jìn)化。

在 X（前身為 Twitter）上，岡薩雷斯-福雷羅說(shuō)他的模型成功地再現(xiàn)了人類從童年到成年的主要發(fā)展模式，以及大腦大小的兩倍。

然而，我們應(yīng)該記住，人類的大腦并不一定呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。一些科學(xué)家認(rèn)為我們的大腦有時(shí)也可能萎縮了——幾千年前，也許在最后一個(gè)冰河時(shí)代之后的某個(gè)時(shí)候因?yàn)闅夂蜃兓?/a>.

然而，這種“大腦萎縮理論”已經(jīng)嚴(yán)格審查也就是說(shuō)，盡管我們擁有所有的集體腦力，但我們?nèi)匀粚?duì)人類大腦為什么以及何時(shí)變大以及它是否真的縮小了尺寸以變得更有效率只有一個(gè)模糊的概念。

該研究已發(fā)表在自然 人類行為.

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