我们长的慢是因为我们的大脑么?
作者: 叶绿舒 / 4731次阅读 时间: 2014年11月06日
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跟其它的灵长类相比,我们真的长得很慢。我们的幼年期是猩猩的两倍长!为什么我们要长得这么慢呢?

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针对这个问题,在1995年,纽约的人类学家Leslie Aiello以及英国的学者Peter Wheeler共同提出了所谓的「高耗能组织假说」(The Expensive-Tissue Hypothesis):简单来说,这个假说的重点是说,人类之所以长得慢,是因为我们的大脑--因为我们的大脑需要非常多的能量,而我们一天能花在觅食的时间有限,所以,身体为了要适应这个高耗能的组织,必须要放慢生长速度。

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我们的大脑有八百六十亿个神经元,是猩猩等灵长类的三倍;加上神经元之间互相连接的密度,也是所有动物里面最复杂的。如此复杂的器官,即使从相对于其它组织在能量的需求上看来,我们的大脑也的确是一个高耗能的组织;从小到大,它消耗了我们每天摄取能量的44%-87%。过去,在苏黎世大学(University of Zurich)的Carel Van Schaik就曾经提出,人类已经从三方面来调整自己的能量获取与消耗,去迎合这个高耗能的大脑的需求。

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人的大脑是脊椎动物里面最复杂的。 图片来源:维基百科

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人的大脑是脊椎动物里面最复杂的。
图片来源:维基百科
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第一,人类的食性由草食转为杂食,以及由生食转为熟食,使得人类可以由食物中提取更多能量供身体使用;因为熟食比生食容易消化吸收,而蛋白质与脂肪含量较高的食物(肉食),则因为能量密度较高,使我们可以在单位时间内摄取较多的热量,不需要消耗更长的时间在摄取食物上(可参考「熟食使你聪明」一文)。

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'R_\t%A}0第二,人类长得慢,并将繁殖期延后,所以单位时间内身体其它部分对能量的需求,跟其它灵长类比起来较低;心理学空间J,i$p!x@L }:VZX-w

#n3J#n4]*|PIgo0第三,人类改用二足行走,使得人类在运动/移动这一项消耗的能量,比其它四足行走的动物大为减少。除了少用两条腿以外,二足行走可以减少身体曝晒在太阳下的面积,因此与其它动物相比,人也比较不容易中暑(虽然笔者还是觉得自己超容易中暑的!)。

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但是,这些都是间接的证据。是否有直接的证据,让我们可以肯定地说:的确是因为有个高耗能的大脑,使得人类长得比其它灵长类都慢呢?心理学空间(K/L+vK,^Rk0x1R

.eM+N{ V \ b"S0最近由西北大学(Northwestern University)的人类学家Christopher Kuzawa所领导的研究团队进行的研究证明,我们的确是因为有这个「很贵」的大脑,让我们长得比其它的灵长类都慢得多了!

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X ]N^\3U#w0研究团队由先前许多不同的研究报告中,找出这些研究报告的源文件:包括了36个人的PET影像、以及400个从四岁半到成年人的大脑容积与年龄资料、再加上由1978年收集而来的1000个人从出生到成年的脑容积与体重数据,将这些数据汇整、分析,得出休息状态的代谢率(RMR, resting metabolic rate)与每日能量所需(DER,daily energy requirement)以及生长速率(dw/dt,body-weight growth),然后找出大脑生长与身体成长这两者之间的关系

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z5iol)OPDm0结果发现:当大脑消耗能量上升时,身体的生长速度就变慢。最明显的一个时期是在四岁半到五岁的这段期间,在这段时间里,大脑消耗能量(主要是葡萄糖)是在到达成年期之前最高的时期,而我们身体的生长速率也下降到最低。

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d"mr"b/S+X'~\0相对的,当我们开始进入青春期时,大脑消耗能量的速度开始下降,而这时身体的生长速度开始上升。这个趋势,不管在男性或女性都是一样的。心理学空间Jo O fV Rpz%F

y{;g1eYPE0由此可知,我们的「昂贵」的大脑,不只是每天要消耗很多能量(150-190 g 的葡萄糖,约为我们身体其它部分总和的2-3倍);当它在成长的时候,我们其它部分的身体,也必须要暂时放慢脚步,免得身体「入不敷出」,影响到正常的功能。心理学空间y"Xb[Mg&f[

lC,K+y BqA1^0参考文献:
,HB)D$TfZG0Christopher W. Kuzawa, Harry T. Chugani, Lawrence I. Grossman, Leonard Lipovich, Otto Muzik, Patrick R. Hof, Derek E. Wildman, Chet C.心理学空间GN1O p e#oS
Sherwood, William R. Leonard, and Nicholas Lange. 2014.Metabolic costs and evolutionary implications of human brain development.PNAS. published ahead of print August 25, 2014, doi:10.1073/pnas.1323099111心理学空间TIza1}po
Leslie C. Aiello and Peter Wheeler. 1995.The Expensive-Tissue Hypothesis: The Brain and the Digestive System in Human and Primate Evolution. Current Anthropology.36(2):199-221
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e+B {aQ(h9`0作者:叶绿舒 慈济大学生命科学系助理教授,科教中心特约写手,从事科普文章写作。
5yP3e1`L9^Ug0 责任编辑:Kerina Huang

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