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人類褪毛簡史

01

生命科學發展至今,其中的進化生物學和分子遺傳學讓我們終於明白了人類是如何由古猿演化而來,而今天的黑猩猩和大猩猩都是我們的遠親。

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可是,即便進化論有大量古人類化石的證據支撐,遺傳學有人類基因組測序的成功,但還是有個難題一直困擾著科學家們:

猿人為何會褪掉自己那一身至關重要的毛髮。

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不可否認的是,至今還沒有發現任何有關猿類褪毛的直接證據,因此科學家們設想出了很多種可能。遺憾的是這些假想都不是無懈可擊,其中的水猿假說、寄生蟲假說、穿衣假說等皆不能服眾,只有狩獵散熱假說還可以被大家暫時接受。

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我們可以想象一下,猿人在追逐獵物的時候,為了長途奔跑把獵物累死,而逐漸把自身的毛髮演化掉,這看似合理,其實卻不然。

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在動物世界中,我們都看過獅子、鬣狗、野狗等群居動物的狩獵場景,它們並沒有透過長途奔襲而把獵物累倒,反而是利用圍捕與包抄的策略,把獵物往同伴身邊追趕,用合作的方式將獵物捕獲。

短時間的精準獵殺在炎熱的非洲才是狩獵的上上策。

如此看來,狩獵散熱說還真是有些站不住腳。何況那個時候還沒有存水的瓶子可以隨身攜帶,一旦長時間在烈日下奔跑導致大量排汗,不能及時補充水分也是會危及生命的。更何況猿人的智商還是高於獅子鬣狗的,難道有聰明高效的方法不用,反而用最笨最累的方式去狩獵嗎?

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換個角度來說,同一地區不同種類的生物進化也是有趨同性的,比如有袋動物有十多個科:負鼠科、袋鼬科、袋鼴科、袋狸科、新袋鼠科、袋貂科、袋熊科、袋鼠科等,其中有170種左右都生活在澳大利亞及其附近島嶼。

然而在酷熱的非洲大陸上,生活在那裡的上千種哺乳動物中還真沒有幾種是不帶毛的,數來數去也只有大象、犀牛、河馬和人類的毛髮演化沒了。

前三種是非洲體型最大的哺乳動物,它們都沒有演化出汗腺。

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大象是靠扇動耳朵來散熱降溫的,因為它兩隻又薄又大的耳朵里布滿了血管。

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犀牛會依靠外部的溫度來調節體溫,比如把自己全身浸泡在溼泥裡,或者是大量飲水來降低體溫。

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河馬大部分的時間都會在待在水裡,而且它的面板會分泌出一種紅色粘稠液體,這種液體會反射陽光,保護河馬的面板不會被陽光嗮傷。

這三種大型哺乳動物為了減少在非洲酷熱環境中體表水分的散失,因而沒有演化出汗腺來。那為什麼人類卻反其道而行呢?

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首先,人類有著一顆能耗極高的“生物處理器”——大腦,大腦質量只佔人體的2%,但其耗能卻佔到人體總耗能的20%,所以我們哪怕只是待機狀態(發呆)也是非常耗能的。

據研究表明,人類在休息或睡覺時,大腦以葡萄糖的形式消耗能源的速度與腦力勞動或體力勞動時的速度相當。

能耗越高,散熱隨之越大。如果人類有一身濃密的毛髮,這麼大的散熱量需求是很難被滿足的。因此,體毛變短變細,讓面板儘量暴露在空氣中加快熱交換,的確是一個必然的自然選擇。

我們人類在不流汗的時候,幹面板的散熱能力為每天大約1.5千卡,能解決掉在靜止狀態下的大部分散熱需求,但卻不能解決運動狀態下的體表散熱問題。

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因此,人類演化出了極為先進的降溫系統——汗腺,我們全身大約有兩百萬個汗腺。這些汗腺的出汗孔加起來,橫截面積差不多相當於一根直徑6cm的水管。差不多就是給花園澆水的那種水管的粗細。

02

那麼問題來了,能耗如此高的大腦和渾身的汗腺,它們的演化是有先有後,還是同時開始演化的呢?

這個問題還會涉及到人類演化程序中的“鑲嵌進化”原理,即生物體的不同部分進化速度不均的現象。

也就是說,生物體必定是某一部位先開始演化,再聯動與之密切相關部分的變異。

我們知道人類的祖先曾三次走出非洲,第一批是直立人(約180萬年前),第二批是早期智人(約80萬年前),第三批是晚期智人(大約8萬年前)。

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而我們人類是第三批智人的後代。那麼,前兩次走出非洲的祖先也都留下了後代,比如我們熟知的尼安德特人,他們生活在比非洲寒冷得多的歐洲大陸,但他們的大腦(1750ml)容量反而比我們的直系祖先第三批智人的大腦(1450ml)容量還要大。

那麼,要在出生後擁有更大的大腦,不外乎兩種方法:一種是發育速度更快,另一種則是發育時間更長。

我們先來看智人和尼安德特人為了狩獵時快速捕殺獵物而製造的武器:

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這是一根長 2.13 米、兩端尖的雲杉長矛,由尼安德特人在 30 萬年前製造,於二十世紀九十年代發現於德國某地的遺址,矛的附近有 35 匹馬的遺骨。

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當然,智人也能製造長矛,更為重要的是智人在長矛的基礎之上,還研製出了投矛器。根據對古人類的化石和遺物的研究,最遲在30萬年前,智人就可以將杆長兩米以上的木質長矛或石刃長矛投擲出數十米遠,一群人使用這樣的武器可以輕易擊斃陸地上的任何大型動物。

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左邊是智人的投矛器,右邊是尼安德特人的長矛

從這種照片上可以看出,智人的投矛器適合遠距離投擲,而尼安德特人的長矛則適合近戰。

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在世界各地的古人類居住過的洞穴裡發現了大量用火烤過的動物骸骨,許多洞窟壁上還刻畫著他們獵殺動物的場景,按壁畫描述10個左右的古人類就可以集體合作殺死大型獵物。

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在《人類簡史》一書中,作者表示智人最大的優勢就是可以團結150個以上的同類,進行靈活合作,這是其他任何人種都做不到的。

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西班牙巴倫西亞Morella la Vella洞穴的巖畫,描繪了古人類使用弓箭狩獵的場景

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大約到了七萬年前的時候,也就是智人第三次走出非洲之時,他們發明出了更為高效的武器——弓箭。

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弓箭的出現,使得智人捕殺大型動物的成功率激增,並且更容易保命,我們祖先的種群數量進而激增上千倍。各種動物都成為了他們可以隨手捕獲的食物。另外還捎帶腳幹掉了所有其他早期智人種類以及直立人的後代,其中便包括尼安德特人。

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食物的極大滿足甚至是過剩,使得這一時期智人的身體快速發育,同時也加速了他們腦容量的增大。

或許,此時此刻才是智人們把身上的毛髮褪掉的最佳時機。因為在之前茹毛飲血的不安定環境中,把可以起到保命作用的毛髮褪掉簡直是有違“天理”。

據遺傳學的研究表明,一種生物只需要經過18代(對人類來說大約為450年)的時間,自然選擇就可以使之某種重要特質發生根本性的變化。

那麼,人類的褪毛史如果要追溯到一百多萬年前,這顯然是不符合野外生存規則的。

03

200萬年前,南方古猿的後代直立人在非洲出現,這是人與猿之間的分水嶺,直立人階段要持續到20萬年前,才開始進入智人(人類)階段。

大約在180萬年到80萬年前,非洲直立人由於氣候變化等原因而開始遷徙。他們徒步走到了歐洲和亞洲。

之後,非歐亞三大洲的直立人先後開始了獨立進化。

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海德堡人

70多萬年前,海德堡人出現;

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大約70萬年前亞洲的北京人出現。

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海德堡人分為兩支,一支為歐洲海德堡人,他們在冰川期被隔離在歐洲大陸,演化成了適應寒冷生活的尼安德特人。

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另一支為非洲海德堡人,他們在20萬年前演化為智人並從非洲再次走出,尼安德特人和北京人由於智人的這次到來而遭受滅絕。

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有意思的是,尼安德特人雖然大腦比智人大,但製造技術卻比不上智人。他們相遇時,尼人只能用長矛之類的近身搏鬥武器,而智人已經能製造出像投矛器和弓箭等遠端“殺器”。因此,尼人雖然比智人身強體壯,但在部落戰爭中,尼人遠不是智人的對手。

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在伊拉克境內發現的一具成年尼人男子殘骸,其致命傷便是肋骨被投矛器刺穿。該骸骨年代為距今5~7.5萬年前,與智人走出非洲的時間正好相符。

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不僅在武器製造上,智人在很多方面都表現出了領先於尼人的技術。在智人的遺址中經常發現製衣工具,而在尼人遺址中卻從未發現。說明智人已經穿上了衣服,而尼人還披著獸皮。另外,智人已經會蓋房子了,而同時期的尼人還只能利用天然的巖洞。

經過幾萬年的開疆拓土,智人征服了除南極洲之外的六大洲,成為了地球上唯一的人類。

而衣服和房子的出現,預示著人類的毛髮陷入了一無是處和多此一舉的“怪圈”。那麼,也正是在各種因素都齊備的時候,人類才正式開始大面積褪毛。

#科普有料# #頭條科技復薪計劃第二期#

分類: 科學
時間: 2021-09-18

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