@ 2014.08.26 , 21:23

为了获得更大的脑容量,人类付出了发育缓慢的代价

和其他灵长类动物相比,人类是在长得太慢了——人类的幼年期和青年期是黑猩猩、长臂猿和猕猴的两倍。

为什么会这样?某种接受度较广但是很难验证的理论认为,儿童的大脑消耗了大量能量,本该送到身体其他部分的葡萄糖被转移到大脑,减缓了生长速度。现在研究人员用巧妙的方法证实了大脑耗能的假说。

此前有研究显示人类在婴儿和儿童阶段,身体静止时大脑消耗的能量占到总消耗的44%-78%。这么巨大的静态能量消耗是否导致了人类生长缓慢呢?为了得出答案,其中一种办法是对儿童成长的全阶段进行精准的脑部新陈代谢研究,但是目前没有研究可以做到这点。不过,发表在《美国国家科学院院刊》网络版上的一份最新研究通过综合过去三份研究的数据集,给出了一种验证该种假说的方法。

[-]

首先研究人员使用了1987年一份研究中对36名年龄从婴儿到30岁的人的PET扫描成像图,对三个主要脑区的糖摄取进行估算,总结出糖摄取年龄趋势。随后为了计算不同年龄阶段整个大脑的糖摄取量差异,他们采集了400个年龄在四岁半到成年人之间的个体的脑体积和年龄数据,数据来自国家健康研究院的研究以及其他一些研究。最后,他们利用1978年采集的1000份婴儿至成人的脑重和体重数据将年龄与脑部糖分摄入与体型大小联系起来。

研究由位于伊利诺伊州的美国西北大学埃文斯顿分校的人类学者Christopher Kuzawa带头,研究人员发现只要脑部需要消耗大量能量,身体的生长速度就会减缓。比如说,四岁半到五岁是大脑糖分摄入最高的阶段——刚好是体重增加最缓慢的阶段。这明显证明在儿童时期大脑对能量的高需求代价就是身体生长缓慢。

瑞士苏黎世大学研究生物学方向的人类学家Karin Isler激动地表示:“这是非常非常酷的研究。研究用非常可信的方式显示出当人类是如何满足大脑生长所需要的能量需求的,那就是暂时延缓身体的生长速度。”

“Enpensive Tissue”假说由温纳–格伦人类学研究基金会的人类学家Leslie Aiello以及利物浦约翰摩尔斯大学的Peter Wheeler两人在1995年最早提出。虽然最初的假设和现在略为不同,当时科学家认为人类的大脑更大,但是消化系统却更小,所以才导致了发育缓慢,后来有研究显示除了这个原因还有别的机制在起作用。苏黎世大学的Isler和灵长类动物学家Carel Van Schaik认为能量较高的饮食会延缓生长和繁殖期的到来,但是一些能量消耗不高的运动方式却能有效填饱饥饿的大脑。

举个例子:
我们自己做饭,也吃肉,这样有助于热量摄入;
我们的生长过程很缓慢,繁殖期来的也较晚;
我们靠两足行走,比黑猩猩用四肢行走节约能量。

Isler说《美国国家科学院院刊》的研究就支持了大脑变大和生长延缓的假设。

这只是第一步,要论证这个假设,最理想的第二步过程是在其它灵长类身上观察是否会出现类似的发育推迟现象。这个就更难了。

本文译自 Science Mag,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


给这篇稿打赏,让译者更有动力 !
支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

4.2
赞一个 (18)

24H最赞