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在物種漫長的發展史程中,人類在地球上擁有絕對的生存領域、資源,以及能夠站在食物鏈的頂端,相信大家都知道答案,靠的不是蠻力,不是群體優勢,而是一顆重量約為1.4千克的大腦。

人類的大腦在自然界並不是最重的,但是人類大腦皮層的表面積是最大的,發達的大腦皮層表面積進化出更多的腦細胞、和神經元。這也是人類後期發展出強大的語言組織能力、超強的思維能力、有別於其他的動物的要原因。那麼人類頭部的體積相對有限,那它是如何進化出更大的大腦皮層表面積的?

人類頭顱的大小相比其他哺乳動物就小很多,比如河馬的頭顱,牛、鯨魚的頭顱,它們的容納體積更大、重量更大的大腦,比如大象的大腦重量約為4000克,,鯨魚的大腦重量約為7000克,但是它們大腦皮層的表面積卻比人類小了許多,擁有的神經元也相對減少。

人類大腦看起來像一顆核桃仁,表面擁有非常多的凹陷和突起所形成的褶皺,這些結構就使得人類的大腦在有限的體積內,擁有龐大的表面積。

而其他動物的大腦,雖然有些比人類的大,但是它們大腦的表面是平滑的:

眾所周知,人類在地球上並不是獨立進化而來,是和其他動物有著共同的祖先,在進化之路上離我們基因最近的就是黑猩猩,但是它們的大腦同樣沒有人類這麼多的褶皺層。

根據科學家發現的化石證據表明,大約在380萬年前,人類的祖先南方古猿阿爾法種(露西少女)的大腦體積不到五百立方厘米,跟現在人比起來只有1/3;

但這時的露西已經有了現代人類直立行走的特徵,其大腦相比於黑猩猩也有了明顯的進化。

而且在數十萬年前,現代人和人類的兩個亞種(尼安德特人以及丹尼索瓦人)的大腦體積基本大同小異,已經進化到了1400立方厘米;

大腦雖然無法形成化石,但很明顯在人類大腦體積增大的同時,大腦皮層的表面積也在以更快的速度增加。

這裡就有個問題去值得我們思考,是什麼原因導致了人類大腦增大的?以及表皮層出現褶皺?

經過科學家們的研究,人類的身上發現了一種獨有的DNA片段:ARHGAP11B,這種DNA片段在其他動物身上,甚至是黑猩猩的身上都沒有;

科學家認為正是這一種人類獨有的基因造成了人類大腦後期相比其他動物發育出更多的神經元,並且這些神經元導致了人類大腦形成了特有的褶皺並使得人類的大腦可以在有限的空間內將更多的腦細胞壓縮成更小體積的重要原因。

為了驗證是不是這種基因導致了人類大腦神經元數量的增多,科學家將這種DNA片段到了靈長類動物的身上,實驗物件是狨猴。科學家透過基因手段將人類特有的DNA片段ARHGAP11B加入到了狨猴胚胎中,總共培育了7個狨猴胎兒。

在距離胎兒發育成熟還有50天的時候,也就是胚胎髮育了102天,科學家將胚胎取出研究狨猴大腦的變化。

研究結果發現,雖然狨猴的大腦沒有像人類那樣充滿褶皺,但依然出現了類似的特徵,包括體積變大,以及大腦皮層有了褶皺結構。

圖中左邊是狨猴正常的大腦,右面是加入基因以後的大腦,很明顯發生變化,體積增大,箭頭處可以明顯地看到有凸起,而且這樣的大腦更加類人化。上圖的標尺為1毫米。

同樣科學家沒有讓這些狨猴存活,這是因為涉及到了倫理問題,以及未知的實驗風險。相信看過《猩球崛起》這部電影的都知道,

裡面的凱撒就是經過人類的干預以後有了自己的意識,並且帶領其他的類人猿向人類發起了紛爭。雖然說是電影,但是這樣的情況發生在科學上也並非不可能。

如果我們的實驗物件使用的是黑猩猩這種和人類更為親近的靈長類,那麼它們的大腦肯定會發生更大的變化;要是人類允許其出生,並且在經過幾代的培育,或許黑猩猩的大腦也會進化成人類的樣子,它們還很可能會擁有比人類更強的認知能力、甚至有語言和思維能力,到時《猩球崛起》科幻的一幕出現在現實也並非不可能。

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