唧唧堂名校科研介绍2014-07-10 2:09 PM

食用昆虫造就了较大的人类大脑?

近日美国圣路易斯华盛顿大学的最新研究表明,人类和其它灵长类动物的祖先的饮食因季节变化不定,主要以较难够及的蚂蚁、蛞蝓和其它虫子为食,如何在这样的条件下存活下来或可能刺激了更大大脑的发育和较高认知功能的发展。

“寻找食物所面临的困难一直都被认为在塑造灵长类动物,包括人类大脑和认知性进化方面起着重要作用,”研究首席作者、艺术和科学人类学助理教授阿曼达·D·梅林(Amanda D. Melin)博士这样说道。“我们的研究表明当食物短缺时寻求昆虫可能促进了古人类认知进化的发展,并为使用高级工具做准备。”

基于对生活在哥斯达黎加的僧帽猴长达五年的研究,这项研究支持了一项进化理论,后者认为感觉肌动(sensorimotor)技能的发展,例如增强的动手能力、工具使用和创新性解决问题,与寻找昆虫和其它被深埋或者难以取得的食物的创新挑战之间存在联系。这项发表在2014年6月的期刊《人类进化学》上的文章首次提供了野外调查的细节证据,显示食物供应的季节变化是如何影响野生僧帽猴的觅食习惯。这项研究的其它合作作者还包括生物学家希拉里·C·杨(Hilary C. Young)和人类学家克里斯蒂娜·N·莫什多希(Krisztina N. Mosdossy)和琳达·M·法迪加(Linda M. Fediga),他们都来自加拿大卡尔加里大学。

这项研究称很多人类群体在不同季节都会以深埋的昆虫为食,并暗示这一行为在人类进化方面起着关键作用。“我们发现僧帽猴全年都会以深埋昆虫为食,但会根据季节的变化而加强这种进食特性,尤其是它们更青睐的食物——成熟的果实——相对稀缺时。”梅林说道。“这些结果暗示深埋的昆虫是一种重要的储备食物。”

之前的研究表明储备食物帮助塑造了灵长类动物体型的进化,包括强壮下巴、厚牙齿和专门消化系统的进化,对于灵长类动物而言,它们的储备食物主要是植物。这项研究表明储备食物可能在塑造灵长类动物的大脑进化方面起着重要作用,灵长类动物的储备食物主要是各种昆虫,对于那些生活在四季变化最为明显(例如某些南美森林的干燥-湿润循环)的栖息地的灵长类动物而言,这种影响最为显著。

“僧帽猴是检测大脑大小和智能的进化的优秀模型,考虑到它们较小的体型,它们的脑部显得特别大。”Melin说道。“获取生活在树枝和树皮下隐藏的昆虫是一项非常苛求的任务,但也有高质量的回馈——脂肪和蛋白质,这对于较大脑部的发育和形成非常重要。”

当涉及使用工具时,并非所有的僧帽猴血系的表现都相同,梅林的理论或可以解释其中的原因。强壮的(有丛毛,类属Sapajus)和纤弱的(无丛毛的,类属Cebus)的僧帽猴血系之间最显著的区别是它们在工具使用方面的差异。虽然Cebus具有聪明的获取食物技巧,例如重击蜗牛或者用树枝击打水果,但当涉及创新性使用和改变成熟工具时,它们远不及自己的近亲Sapajus。

据Melin表示,其中一项解释是Cebus僧帽猴一直以来都生活在热带雨林,而Sapajus血系起源于大西洋热带雨林,然后传播至更干燥更温和且有四季变化的不同类型栖息地。

“在最具有季节性特征的环境里获取食物的灵长类动物在‘感觉肌动智能’领域会经历自然选择,包括与操纵物体有关的认知性。这或可以解释为什么某些僧帽猴血系会使用工具,而其它血系则没有。”Melin说道。

线粒体染色体的基因分析表明Cebus-Sapajus分化发生在几百万年前中新世末期。“我们预测Cebus和Sapajus的最后一个共同祖先的感觉肌动技能水平与与现存的Cebus猴子最接近,强壮的僧帽猴血系进化的感觉肌动技能水平促进了猴子更好的获取各种嵌入式储备食物,这种技能在水果严重短缺时期更加必不可少的。”

这种行为最引人注目的现代例子之一便是黑猩猩会季节性的以白蚁为食,它们会使用工具抽取这种富含蛋白质的食物来源,这是在恶劣环境里存活的重要技巧。

虽然从化石记录里解密季节性饮食变化的程度非常困难,但稳定的同位素分析至少暗示了一种南非古人类——罗百氏傍人(Paranthropus robustus)的饮食存在季节性变化。其它同位素研究表明早期人类的饮食或可能包含一系列被可抽取的食物,例如白蚁、植物根和块茎。

现代人类经常以昆虫为食,这在不同季节非常重要,尤其是当其它动物食物非常有限时。这项研究表明以各种难以获取的昆虫为食而存活所需要的灵巧性是人类技能发展的关键因素:它或可能帮助塑造了人类大脑。

来自加拿大卡尔加里大学的生物学家Hilary C. Young和人类学家Krisztina·N. Mosdossy以及Linda M. Fedigan共同参与了这项研究工作。

英文报道: 
DID EATING BUGS CREATE OUR BIG HUMAN BRAINS?
http://www.jijitang.com/note/5148

论文原文: 
《季节性挖掘性觅食和人类运动感觉智力的进化》, 2014年6月26日发表于《Journal of Human Evolution》 
http://www.jijitang.com/note/5147

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