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人类大脑16万年来在大小上没有太大的变化
2022-08-04 11:53:04   来源:化石网   评论:0 点击:

16万年前儿童和成人颅骨的数字复原图 图片来源:苏黎世大学(化石网整理)据中国科学报(徐锐):几十万年来,人类的大脑体积似乎没有太大变化,但形状却有所改变。8月1日,一项发表于美国《国家科学院院刊》的


16万年前儿童和成人颅骨的数字复原图   图片来源:苏黎世大学

(化石网整理)据中国科学报(徐锐):几十万年来,人类的大脑体积似乎没有太大变化,但形状却有所改变。8月1日,一项发表于美国《国家科学院院刊》的研究发现,在过去16万年中,人类颅骨的物理变化可能由饮食和生活方式改变引起的面部变化所驱动,而非此前认为的由大脑本身的进化所引起。
 
人类的“脑壳”自20万年前到现在,在大小上没有太大的变化,但形状却有很大的不同——随着时间的推移,大脑变得更圆了。
 
此前的一些假设认为,这种变化是由人类行为变化,如工具和艺术的发展,导致大脑形状发生变化,进而导致保护它的颅骨也产生了变化。但支持上述假设的化石证据稀少,且颅骨变化有许多因素在起作用,例如,一个拥有大脸的头骨容纳一个体积大的大脑很简单,但对小脸的头骨来说,可能事情就复杂了。
 
为了研究人类颅骨转变背后的原因,瑞士苏黎世大学的Christoph Zollikofer和同事对在埃塞俄比亚和以色列发现的50个早期人类头骨进行了数字修复,其中包括智人、直立人和尼安德特人的头骨化石,并将它们进行了比较。然后,研究人员将化石的3D模型与125个现代人类头骨标本进行了比较。
 
该研究首次将早期现代人中儿童和成年人的大脑头骨进行了比较,从而使研究人员摸清了大脑在人类头骨进化中的作用。
 
研究小组惊讶地发现,虽然16万年前智人儿童头骨的大小和比例在很大程度上与今天儿童的头骨相当,但那时的成年人头骨与现代成年人头骨明显不同,前者面部更长,特征更明显。
 
人脸在20岁前一直在生长,而人类在6岁时大脑的大小就已经达到成人大脑的95%左右。
 
Zollikofer说,如果几乎完全发育的化石儿童大脑与如今的儿童相似,但成人化石的头骨却完全不同,那么,我们可以排除大脑导致头骨形状产生显著变化的可能性。
 
“如果不是大脑推动了这种变化,我们必须考虑其他因素,比如呼吸、进食或运动方式。”Zollikofer说。
 
于是,研究人员谨慎地假设,饮食变化或对氧气需求的减少可能是导致头骨产生变化的原因。
 
现代人的脸比祖先要小得多,且有细微的凹陷。研究表明,大约1.2万年前,当狩猎采集者开始进入农耕生活并食用较细软的食物时,这种变化加快了,这可能是因为咀嚼食物时头骨的负荷减少了。
 
英国自然历史博物馆的Chris Stringer认为,研究人员谨慎地对待上述假设是正确的,因为几乎没有证据表明人类在石器时代中期和晚期发生了重大的饮食变化。因此,在许多可能的原因中,随着人类胸腔变小,肺活量减少,氧气摄入减少导致头骨变化的可能性更大。(原标题:人类大脑16万年几乎未变)
 
 
相关报道:现代人的脸为何比祖先小很多
 
(化石网整理)据据参考消息网:英国《新科学家》周刊网站8月1日报道,一项研究发现,在过去16万年里,人类颅骨的物理变化可能是由饮食和生活方式变化——而非先前认为的大脑自身的进化——导致的面部改变推动的。
 
报道说,20万年前的早期现代人的颅骨与今天人类的颅骨在大小方面没有多少不同,但其形状有很大差异,暗示随着时间的推移,大脑变得更圆了。
 
占主导地位的假说认为,人类行为的变化——比如工具和艺术的发展——导致智人大脑的形状发生改变,并进而导致保护大脑的颅骨发生改变。
 
但这方面的化石证据很少,并且有许多相互作用的力量在发挥影响。例如,如果有着一张大脸的头骨容纳一个较大的脑,这比较好说,但人类的脸越变越小,这就让问题变得复杂了。
 
为了研究颅骨改变的原因,瑞士苏黎世大学的克里斯托夫·佐利科费尔及其同事通过数字方式复原了在埃塞俄比亚和以色列发现的50个古人类头骨,其中包括智人、直立人和尼安德特人的标本,以便作比较。然后,研究人员将这些化石的3D模型与125个现代人类标本进行了比较。
 
首次将早期现代人类儿童的颅骨与成人相比较,使研究人员能够单独考虑大脑在颅骨进化中的作用。
 
该研究小组惊讶地发现,尽管16万年前智人儿童头骨的大小和比例与今天的幼儿大致相当,但成年人的头骨与现代成年人的头骨看上去截然不同,他们的脸长得多,各种特征更明显。
 
人脸到20岁左右还会继续生长,但到6岁时,人脑已达到其成年规模的大约95%。
 
佐利科费尔说,如果说这些古代儿童——拥有接近完全发育的大脑——与今天的孩子相似,但成年人的头骨却截然不同,那么我们可以排除大脑在形状上发生重大变化的可能性。“如果不是大脑在推动这种改变,我们必须寻找其他因素,比如呼吸、饮食或活动。”
 
研究人员谨慎地假设,饮食的变化或对氧气需求的减少可能是原因。
 
现代人类的脸比祖先的脸要小很多,并有着更精细的凹陷。研究显示,当狩猎采集者在大约1.2万年前变成农耕者,并开始食用较为柔软的食物,这一改变的速度加快了,原因可能是颅骨因为咀嚼而承受的压力降低了。
 
英国自然历史博物馆的克里斯·斯特林格说,这些人在提出假说时保持谨慎是对的。
 
他说,在这些变化出现的历史时期,几乎没有证据表明,人类的饮食发生了重大变化。在众多可能的原因中,氧气摄入量的减少更有可能造成这些改变,因为人类的胸腔和肺活量已经变小。
 
相关报道:过去16万年 人脸“悄悄在改变”
 
(化石网整理)据科技日报(刘霞):瑞士科学家在最新一期《美国国家科学院院刊》上发表论文指出,他们对化石进行分析后发现,过去16万年中,人类头盖骨的物理变化可能由饮食和生活方式改变引起的脸部变化所致,而非像以前认为的那样由大脑本身的进化引起。
 
此前的研究发现,可以追溯到20万年前的早期人类头盖骨(脑壳)的大小与现在人类的头盖骨没有太大差异,但形状很不一样——随着时间的推移,大脑变得更圆了。主流观点认为,工具和艺术等的发展,导致智人大脑形状发生变化,进而导致保护大脑的头骨发生变化,但这方面的化石证据稀少。
 
为研究脑壳变化背后的原因,苏黎世大学团队对在埃塞俄比亚和以色列发现的包括智人、直立人和尼安德特人在内的50个人的头骨进行了数字修复,并将这些头骨的3D模型与125个现代人类的头骨样本进行了比较。
 
他们惊讶地发现,虽然16万年前儿童头骨的大小和比例在很大程度上与今天的儿童相当,但16万年前成人头骨的大小和比例与现代成年人看起来明显不同,后者脸更长且轮廓更清晰。
 
研究表明,大约1.2万年前,当人类从狩猎采集者“变身”为农业专家并食用较软食物后,这种变化加快了,这可能是因为咀嚼时颅骨承受的负荷减少了。此外,随着人类的胸腔变小,肺活量减少,氧气摄入减少,人脸也可能发生变化。

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