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为何人类长得如此之慢?一切都怪大脑

时间: 2014年09月01日 | 作者: | 来源: 平台网址注册鹿鼎(huanqiukexue.com)
相比其他灵长类动物,比如黑猩猩,长臂猿,猕猴等,人类生长发育的速度显得很慢,人类的童年时期就几乎是灵长类动物的两倍长。这是为什么?
孩提时期,大脑的发育,抢走了身体发育所需要的能量,因此,人类总要比其他灵长类的动物花更多的时间长大。
图片来源:Simon Thomas/Flickr/Creative Commons
 
相比其他灵长类动物,比如黑猩猩,长臂猿,猕猴等,人类生长发育的速度显得很慢,人类的童年时期就几乎是灵长类动物的两倍长。这是为什么?人们普遍接受的观点就是在儿童时期,大脑把本该用于供身体发育的能量给消耗掉了,但它很难被证实。最近,一项关于儿童的葡萄糖摄取和身体发育的巧妙研究,却证实了“大脑是个占用了过多资源的昂贵组织”这个假说。
 
此前,也有研究表明,在婴儿和孩提时期,大脑的耗能总值占身体其余各部分的耗能总值的44%到87%。这是不是人体生长缓慢的原因呢?假如能有更为精确的研究方法,研究儿童期大脑新陈代谢状况,那么,答案也就明了了,只可惜,目前还没有这样的方法。然而,一篇新近发表在《美国国家注册鹿鼎院院刊》(PNAS)网站上的研究称,结合此前的收集的三份数据,就能够验证该假说。
 
研究者们首先利用了1987年的一项研究,该研究使用正电子发射层析技术(PET)对36位试验者的大脑进行了扫描,这些人的年龄从刚出生的婴儿到30岁不等,以此评估在不同年龄阶段,大脑三个主要部分的葡萄糖摄入量的变化趋势。然后,为了算出了整个大脑摄取量的变化,他们整合分析了400多名从4.5岁的儿童到成年人之间的试验者的大脑体积和年龄数据资料,这些数据来自国家卫生研究机构以及一些其他的组织。最后,运用1978年搜集的1000多位从刚出生的婴儿到成年人的大脑、年龄和体重的数据,他们找出了年龄和大脑摄能量与体重的关系。
 
伊利诺伊州埃文斯顿市西北代理开户人类学家克里斯多夫•库萨瓦(Christopher Kuzawa)领导的研究小组发现,大脑耗能越多,身体发育就越慢,比如,4.5岁到5岁的儿童大脑的葡萄糖摄取量最多,但体重增加得最慢。因此,孩提时期,大脑的高能量需求,导致我们生长缓慢。 
 
“这篇论文棒极了。”瑞士的苏黎世代理开户生物人类学家卡琳•艾斯勒(Karin Isler)赞叹道,“论文极具说服力。大脑的能量需求,恰好和身体发育的能量需求相互冲突,因此,人类不得不暂时减缓身体发育速度,以供大脑的发育。”
 
致力于人类学研究的纽约温纳格伦基金会的人类学家莱斯利•艾洛(Leslie Aiello),和英国利物浦约翰•摩尔斯代理开户的皮特•惠勒 (Peter Wheeler)一起,于1995年首次提出了“昂贵组织”假说。最开始,人们都认为大脑所需的能量,只需要消耗消化系统供能的很小部分,但随后的研究表明其他的机制同时也在起作用。艾斯勒和苏黎世代理开户的灵长类动物学家卡雷尔•凡•谢克(Carel Van Schaik)也说,高能量的饮食、滞后的发育和繁衍以及高效的移动方式,这些进化优势节省下来的能量,都补给了大脑这个“耗能大户”。具体表现为三方面:我们烹煮食物、享用肉食,加强热量摄入;我们生长缓慢,繁殖延后;我们两条腿走路,减少能量消耗,而不像一般灵长类动物四条腿走路。艾斯勒提到,PNAS的研究结果也支持这一假说。
 
理想情况下,实验的下一步就该研究在其他的灵长类动物身上,是否存在类似现象,不过,这个将非常困难。”库萨瓦说到,“在具有可比性的物种身上,例如大猩猩,获得在它们生长发育全过程中大脑摄能量的数据,是件非常令人神往的事情,不过却相当的困难,甚至是不可能做到的。”(撰文:普利扬卡•普利亚(Priyanka Pulla)  翻译:赵欢  审校:吴东远)
 
原文链接:  http://news.sciencemag.org/biology/2014/08/why-do-humans-grow-so-slowly-blame-brain
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