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最成功的训化,人类的自我驯化

2019-12-13方陵生

大自然探索 2019年10期
关键词:尼安德特人黑猩猩

方陵生

人类最早驯化成功的野生动物是狗,然后是绵羊和山羊。接下来,驯化动物的闸门打开:在过去的3万年里,人类驯化了各种各样的动物,包括猪、牛、貓、马,一些鸟类和其他动物,这些驯化动物分别用于人类的食物、打猎、运输、材料、控制害虫和作为宠物等。但有科学家提出,在人类驯化这些动物之前,人类首先驯化了自身。

驯化综合征与现代人类

达尔文甚至是亚里士多德都曾提出过人类自我驯化的想法,但都只是一种推测和设想。而现在,有科学家首次通过基因比较发现,我们和尼安德特人的关系,也许真的可能就像人类驯化出的犬类动物和它们的祖先——野生狼群的关系一样,即现代人类如同犬类动物,而尼安德特人犹如野生狼群。这一理论解释了一些长期未解的谜团,比如:为什么我们的大脑比石器时代的祖先更小?而且有人认为,这一理论或许是理解人类进化中的某些谜团的最好的方法。

关于野生动物驯化的一个重要发现,来自于1959年苏联西伯利亚的科学家德米特里·贝尔亚耶夫的一项令人瞩目的实验。贝尔亚耶夫尝试再现狗的驯化,不过他用的是狐狸而非狼。贝尔亚耶夫从爱沙尼亚一个毛皮农场弄来了一群野性尚存的狐狸来饲养。每下一窝小狐狸,他都会从中选择出最有合作精神的后代让它们交配繁衍。渐渐地,这些狐狸表现得越来越像人类饲养的宠物,而且不仅仅是它们的行为发生了改变,它们与野生狐狸的外观也越来越不一样。经过10代的繁衍,狐狸的皮毛上开始出现一些白色斑块。再经过几代之后,它们的耳朵也变得越来越松弛下垂。最终,雄性狐狸的头骨萎缩变小,与雌性狐狸的头骨越来越相像。

这些正是贝尔亚耶夫要寻找的驯化动物的特质。他注意到,经过驯化的狐狸的这些特征与许多家养哺乳动物非常相似。虽然家养动物的大部分都没有进行过选择性繁殖,但它们在逐渐适应与人类一起的生活过程中,都会出现这些类似的变化。例如,兔子、狗和猪的皮毛,通常都有白色斑块和耷拉的耳朵;它们的大脑通常也比野生的同类要小。研究人员多年来还收集了驯化动物身体特征变化的更多细微之处,如牙齿更小、鼻毛更短等。所有这些变化特征归结在一起被称为“驯化综合征”。

许多生物都携带有“驯化综合征”的某些方面,其中也包括地球上唯一的智慧生物一人类。相对于人类近亲尼安德特人,我们的脸相对较短,牙齿相对较小,并且没有突出的眉脊,这些特征曾让许多进化生物学家感到困惑不解。

和许多驯化物种一样,年轻的人类也在与同伴互相学习的过程中发生着重大的改变,这种变化是在很长一段历史时期里发生的。20世纪早期,人们注意到了人类和驯化动物之间的一些相似之处,但之后再没有后续跟进的研究。这种观点可能有点难以被接受,毕竟没有人能轻易接受自己是被驯化的。在贝尔亚耶夫公开了他的实验之后,一些进化生物学家才开始考虑到这种可能性:现代人类可能是已经灭绝的人类近亲和人类祖先的驯化版。

野生动物与驯化动物的基因差异

直到不久前,进化生物学家都一直不能很好地解释为什么驯化与一系列的身体特征变化相关。一开始,许多生物学家认为这可能是一种巧合。到了21世纪初,有科学家提出,甲状腺可能参与了这种变化。但这个想法并没有得到进一步的证明。

到2014年,终于有了新的进展。美国哈佛大学、德国柏林洪堡大学和奥地利维也纳大学的研究人员共同研究后发现:所有影响驯化综合征的细胞都来源于发育中的胚胎的一小部分细胞——“神经嵴细胞”。当胚胎在子宫中发育,并最终形成一个胎儿时,神经嵴细胞被传送到身体的各个部分,形成不同的组织,包括耳软骨、形成牙齿的象牙质,以及产生皮肤色素的黑素细胞等。

值得注意的是,在恐惧和压力中起关键作用的肾上腺也是由神经嵴细胞发育而来。研究人员勾勒出了一个简单的图景:在驯化某些动物(比如猪)的最初阶段,我们的祖先一开始会选择那些不那么怕人,并且不太具有攻击性的个体,以让驯化动物在圈养环境下更容易繁殖。驯化者会选择不太活跃、肾上腺较小的个体,这一特征反过来又与不太活跃的神经嵴细胞相关,而来自这些细胞的软骨和其他身体组织的变化,只是一种在不经意间产生的附带的变化。最为关键的是,许多与神经嵴相关的基因都会随着驯化而发生改变,驯化物种便拥有了一些野生同类中完全没有的基因。

这个如今被称为“神经嵴细胞”的假说很快就赢得了许多支持者。因为在这个理论被提出之前,人类自我驯化的想法很难得到验证。但采用基因来解释这一想法,那就有可能寻找出一些有说服力的证据。

研究人员对现代人和尼安德特人之间的基因差异进行研究分析后发现:通过自然选择过程产生的这些基因差异,最终会导致人类的各个分支在进化道路上分道扬鑣:有的消失在历史的长河中,有的在生存竞争中脱颖而出,最终进化成为今天这样拥有无上智慧的现代人类。科学家发现,驯化动物出现的许多差异都明显与神经嵴有关,更重要的是,在一些己知的驯养物种中,神经嵴基因与它们野生同类的神经嵴基因不同。换句话说,将现代人类与尼安德特人区分开来的一些基因差异,和将狗与狼、将欧洲野牛与欧洲牛区别开来的基因差异是一样的。也就是说,在人类进化早期的某个阶段,人类作为一个物种,经历了与人类驯养的动物相同的驯化过程。

是谁驯化了人类?

当然,在人类和狗、牛等驯化动物之间,还有一个关键的区别:大多数家养动物都是被另外一种动物—一人类所驯化的,那么,驯化人类的又是谁昵?

答案是进化本身。科学家曾对那些被培育成不那么具有攻击性的家畜动物(比如马、猪和俄罗斯狐狸)与那些自然进化的动物进行了比较。例如,一些人认为,狗是部分自我驯化的。有些狼天生更大胆,但又不那么具有攻击性,它们会慢慢地接近人类定居点,在那里寻觅人类的剩饭剩菜。这些主动接近人类的狼,便具有被驯化的优势,某种意义上它们在寻求自我驯化。当然,它们要等到人类有选择性地对它们进行培育,才最终完成从狼到狗的驯化。

同理,较少好斗性、较多合作性,可能也是早期人类的自我驯化优势。拥有这些特征的人类更有机会在激烈的竞争中生存和繁殖下来。另外,变得较少好斗性,更愿意与他人合作的一些人,是因为他们有较大的体形和大脑,具有这些特征的个体通常表现出更大的自我控制能力。可以想象,人类祖先由于体形产生的变化而变得不那么冲动,不那么容易发怒。在此过程中,性选择可能也起了一定的作用。因为女性会觉得高大强壮而不那么好斗的男性更有吸引力,认为和这样的男子结合可以为自己的孩子提供更好的照顾。渐渐的,那些更暴躁的个体就会被淘汰,人也会越来越温顺。

目前还需要更多的研究来确定到底是什么最终导致人类的自我驯化。下一步是要通过实验动物来进行验证。有研究已识别出一些特别的驯化基因,通过将驯化动物的这些基因植入到野生同类的体内来观察其变化。如果它们产生的后代的外形和行为更像家养物种,那么我们便可相信:尼安德特人和我们现代人之间的基因差异真的是人类自我驯化的结果。

这个过程可以解释人类进化史上的几个重要事件。比如,语言的进化,石器时代的文化大爆发。考古学家发现的一些远古文物表明,在智人最早出现的20万年之后,即距今过去的10万年里,珠宝、乐器和其他文化艺术品才成为人类生活中的普遍特征。

2014年,杜克大学的科学家认为,这种延迟了的人类文化的革命可能与10万年前人类的强力自我驯化有关。人类作为一个物种,从一开始就具有创新的能力,但我们的远古祖先缺乏一种将想法从一个群体传播到另一个群体的社交网络,使得一些知识智慧和好的创意在家庭中产生,也在家庭中消亡。遗传基因和考古学证据都表明,在大约10万年前,人类人口密度开始上升,在此之前,人类对陌生人怀有敌意可能对生存是有益的,也许是为了防止其他人侵犯其领地。但是,随着人们开始更紧密地生活在一起,更好的策略是欢迎新成员的加入。人类在经历和面对某种进化的选择性压力时,会变得更加友好、更具合作精神,这种变化可能正是人类自我驯化过程的一个片断。

根据这样的推断,智人(现代人)应该在同一时间开始出现一些驯化的身体特征,科学家对几十个古代人类的头骨进行观察后发现,就在那一时期,拥有眉脊和较长脸型的特征开始逐渐消失,外表看起来更显阴柔,就像贝尔亚耶夫的驯化狐狸一样。在一个更大更广泛的社交网络中,人们需要展示某些明显的信号,以表明自己不会有过激冲动和攻击性的行为。而更小的眉脊和较短的脸可能就是因展示这种信号的需要而导致的身体变化。

当然,人类自我驯化的这一理论还需要进一步的研究来解释其中还存在的一些矛盾。例如,化石证据表明,在过去10万年里,一些未经驯化的哺乳动物如熊、野猪,甚至是海牛,似乎也都变得更加雌性化了。

因此科学家认为,需要进一步确认,人类的自我驯化——也许是在不同时期的一次又一次的自我驯化,可以解释人类进化史上一些之前无法解释的深奥的秘密。提出人类自我驯化理论的科学家们仍然在继续探索。在亚里士多德首次将人类与家养动物相提并论进行比较的两千年后,人类自我驯化的观点有可能成为人类进化的主流理论之一。

(责任编辑张虹)

驯化与语言

语言能力是人类最神秘的特征之一。驯化,有助于解释人类的语言能力是如何而来的吗?

为理解语言是如何演变的,英国科学家柯比做了一个实验:要求志愿者使用计算机程序学习简单的人工语言,然后观察志愿者们在互相学习的过程中会发生些什么样的变化。

第一组,两个人学习一门“语言”,并用它来进行交流;第二组,从第一组两个人的对话中学习语言;第三组,再从第二代语言习得者那里学习,以此类推。研究人员发现,他们最初随机设计的虚构语言最终演变成更简单、更有条理、拥有更完善语言结构的语言,从而成为传播信息传递意义的更好工具。这一研究结果表明,文化传递在人类语言的进化过程中起着极为重要的作用。

但是,既然这个过程如此简单,为什么只有人类这个独一无二的特例呢?科学家认为,这涉及语言能力的两种关键技能:一是学习和模仿复杂信号的能力,二是对他人试图交流所表达信号的敏感度。研究人员发现:一些鸟类,特别是一些鸣禽,也拥有同样的技能,比如一种名叫白腰文雀的小型雀类是优秀的声乐学习者;犬类动物也表现出一种几乎类似于人类的能力,它们能够识别人类手势所表达的交际意图,即使是人类近亲黑猩猩也很难顺着人类手指所指的方向做出反应,但狗却很容易做到这一点。

科学家认为,白腰文雀和犬类动物都是驯养物种,我们人类也是驯化物种。人类的自我驯化可能是最终发展出语言的先决条件。

尼安德特人

尼安德特人简称尼人,是一种在12万到3万年前居住在欧洲及西亚的古人类,因其化石发现于德国尼安德特山谷而得名。尼安德特人是现代欧洲人祖先的近亲,从12万年前开始,他们统治着整个欧洲、亞洲西部以及非洲北部,但在两万四千年前,这些古人类却消失了。2010年,尼安德特人基因组草图发布。基于尼安德特人基因组草图的研究发现,除非洲人之外的欧亚大陆现代人均有1%~4%的尼安德特人基因成分贡献。2017年3月3日,美国《科学》杂志发表题为《中国许昌出土晚更新世古人类头骨研究》,论文称,人类演化研究取得突破性进展:10多万年前生活在河南省许昌市灵井遗址的“许昌人”,可能是中国境内古老人类和欧洲尼安德特人的后代。

倭黑猩猩的自我驯化

人类可能不是唯一能够自我驯化的生物。2012年一项研究指出,倭黑猩猩可能也经历了自我驯化。

倭黑猩猩和黑猩猩都是智人的“近亲”,两者在形态和行为上的表型差异类似于驯养动物和野生祖先之间的差异:倭黑猩猩的头盖和下颌更小,嘴唇颜色更浅,性情也更温和。这些差异正符合驯化综合征的特点。

科学家认为,攻击性降低是推动驯化过程的重要因素。倭黑猩猩和黑猩猩的攻击性差异可能源于竞争压力的差异。倭黑猩猩的食物来源似乎比黑猩猩更加充足,因为它们不用与大猩猩等“亲戚”竞争。而且相比经常单独行动的黑猩猩,倭黑猩猩常常组成相对稳定的群体,—起觅食,对食物的竞争压力较小。

在黑猩猩群体中,争夺繁殖权是造成大多数暴力行为的主要原因。强壮的雄性大猩猩会袭击甚至杀死相对弱小的成年雄性,消灭其他雄性的幼崽,威胁和暴力控制雌性大猩猩。而倭黑猩猩中几乎不存在这种问题。雌性倭黑猩猩往往聚在一起,成为强有力的联盟,不惧雄性的威胁。科学家认为,这种联盟的存在迫使雄性倭黑猩猩对雌性温柔以待,经过长期演化,倭黑猩猩陛格中的好斗因素就越来越少。

自我驯化假说为倭黑猩猩和黑猩猩之间众多差异的起源提供了一个合理的解释。科学家认为,自我驯化可能在哺乳动物演化中普遍存在。

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