地球与环境
3000年前,人类大脑的体积何时以及为什么会缩小

大脑是人体中最复杂的器官。现在,一项新的研究让我们更近距离地了解了它的一些进化过程。它表明人类大脑的大小在大约3000年前就减小了。通过将蚂蚁作为模型来研究大脑为什么会增大或减小,研究人员假设大脑的萎缩与人类社会中集体智慧的扩张是平行的。

研究和理解大脑进化的原因和后果有助于我们理解人类的本质。有充分的证据表明,在进化史上,人类大脑的体积一直在增大。人们不太了解的事实是,自更新世以来,人类的大脑体积已经缩小了。这些变化究竟是什么时候发生的,为什么会发生,人们都不太清楚。

“关于今天的人类,一个令人惊讶的事实是,我们的大脑比我们更新世祖先的大脑要小。对于人类学家来说,为什么我们的大脑体积会变小一直是个谜。”

为了解开这个谜团,一组来自不同学术领域的研究人员开始研究人类大脑进化的历史模式,并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。

来自波士顿大学的合著者James Traniello博士说:“一位生物人类学家、一位行为生态学家和进化神经生物学家开始分享他们对大脑进化的看法,并发现将人类和蚂蚁的研究联系起来可能有助于确定自然界的可能性。”

他们发表在《生态与进化前沿》(Frontiers in Ecology and Evolution)上的论文,为我们大脑的进化提供了新的思路。

最近的尺寸减小

研究人员对985个化石和现代人类头盖骨的数据集进行了改变点分析。他们发现,在210万年前和150万年前的更新世期间,人类大脑的大小增加了,但在大约3000年前(全新世)时变小了,这比以前的估计更近。

“大多数人都意识到人类的大脑非常大,比我们的身体尺寸预测的要大得多。在我们深刻的进化史中,人类的大脑体积急剧增大,”特兰涅洛说。“3000年前人类大脑体积的缩小是出乎意料的。”

体型增大的时间与之前已知的人类早期进化和技术进步相吻合,技术进步导致了更好的饮食和营养,以及更大的社会群体。

对于大脑体积的减小,跨学科的研究团队提出了一个新的假设,并在蚂蚁社会中找到了线索。

关于人类大脑的进化,蚂蚁能告诉我们什么?

“我们认为蚂蚁可以提供不同的模型来理解为什么大脑会因为社会生活而增大或减小。仅靠化石很难理解大脑增加或减少的原因,”特兰涅洛解释道。

研究了工蚁的大脑大小、结构和能量使用的计算模型和模式,如Oecophylla编织蚁、Atta切叶蚁或普通花园蚂蚁Formica,表明群体水平的认知和劳动分工可以选择适应性的大脑大小变化。这意味着,在一个知识共享的社会群体中,或者每个人都是特定任务的专家,大脑可能会适应变得更高效,比如缩小体积。

特兰涅洛说:“蚂蚁和人类社会非常不同,在社会进化过程中采取了不同的路线。”然而,蚂蚁在社会生活的一些重要方面也与人类有共同之处,比如群体决策和劳动分工,以及它们自己的食物生产(农业)。这些相似之处可以让我们大致了解可能影响人类大脑大小变化的因素。”

大脑消耗大量的能量,较小的大脑消耗更少的能量。人类社会知识的外化,因此需要更少的能量来存储个人的大量信息,这可能有利于缩小大脑的尺寸。

特兰涅洛补充说:“我们认为,这种下降是由于对集体智慧的依赖增加了。集体智慧的意思是,一群人比群体中最聪明的人更聪明,通常被称为‘群体智慧’。”

DeSilva总结道:“随着更多数据的出现,我们期待我们的假设得到验证。”

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