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几天前，看到孙学军博主的一篇文章：人类发育为什么比其他灵长类慢？大意是人类需要花费其他灵长类动物两倍以上的时间来发育大脑，因为大脑对能量有非常大的需求，并用PNAS的一项最新研究为这样的假说提供了证据。针对这个话题，我也想就以前看过的几篇相关文章和新闻谈一谈，这些内容恰好也是我们“现代生物科学导论”课程教案中的案例。
有关人类发育迟缓的说法一直有众多的研究。不仅仅是人脑，人类的幼仔期（儿童期和青春期）发育都特别长，可以比较一个数据：狐猴、恒河猴、大猩猩和人类的幼仔期（儿童期和青春期）分别是2.5/7.5/10/20年。大多数种类的哺乳动物，包括猿类在内，都是从婴儿期直接进入成年期，唯独人类发育为什么需要那么长时间呢?
图1 人类开始直立行走和使用工具
我们知道，直立行走是人类区别于其他灵长类动物的重要特征。直立行走使我们的双手解放出来，可以使用工具（图1）。然而，事物总是有两方面的。不幸的是，直立行走带来的变化使人类的盆骨（带动两腿移动的骨骼）变小，而婴儿的脑袋却不断变大（人的大脑容量是黑猩猩和猿类大脑容量的3倍），这种不匹配的变化使得人类的分娩比其他动物都变得更加困难。100年前，分娩是导致妇女死亡的一个主要原因，中国古时候说女人生孩子就是过鬼门关。当然，人类要繁衍，而不是胎死腹中就一定要分娩出来，此时唯一的选择就是早产。智人婴儿的平均脑量为1350毫升，妊娠期是21个月。而人类骨盆开口的增大是有限度的，两足行走的工程学决定了婴儿大脑的容量不能超过385毫升，也就是说，在大脑发育了25-30%时便要分娩，而这个时候的妊娠期正好是9个月左右。人类新生儿出生以后，其大脑仍以胚胎速度继续成长，一直到四五岁脑量才接近成人水平，约1400毫升左右[1]。妇产科医院通常流行一个说法：新生儿在肚子里多呆一天比出来呆一周甚至一个月都要好，看来是有一定道理的。
图2 红毛猩猩与美女游泳教练，不管他们的关系有多融洽，但嘴唇决定了他们是不一样的
在社会生物学中有一个非常重要的理论，称为“幼态持续”（Neoteny ），指生物后代出生后保留幼年的状态特征，受其父母的"监护"和养育，直至独立谋生或自食其力的成长过程。我们这里讨论的更是包括孕期的广义幼态持续概念。从进化的角度来看，人类的成体保留了灵长类祖先的幼年特征（图2）。比如，成年人在解剖学以及行为模式上与婴儿相似，具有外翻、丰满的嘴唇。猿类的胎儿在16周大时，它们的嘴唇具备着典型的人类嘴唇的特征，又大又丰满还是外翻的。等长到26周大时，这个特征就消失了，嘴唇自行缩了回去，当嘴巴闭上时嘴唇完全是看不到的。因此，人类的嘴唇不仅“幼稚”，而且是相当“幼稚”[2]。携带着“幼态”而“早产”的人类，自然就找到了最薄弱，最值得呵护的地方，那就是嘴唇，也许相爱的人接吻潜意识就是为自己的爱人呵护其薄弱面。当然，这种“幼态”的外翻嘴唇，却有其重要的功能，正好与人类直立行走后挺拔圆润的母亲乳房形成了一个无懈可击的密封结构，让人类的婴儿能顺利获得维持生命的养分（图3）。相比而言，小猩猩们就惨得多，它们不得不用自己薄肌强健的嘴唇夹紧母亲长长的乳头，这种吃奶的方式更像农夫挤牛奶（图4）。
图3 人类多有爱的哺乳方式
图4 更像农夫挤牛奶的哺乳方式
相应的变化还有牙齿。英国科学家 Dean等的研究表明，人类牙齿的发育模式和发育时期与人类远祖存在差别，这可以反映生活史各阶段的进化情况。早期的人科物种牙齿的发育模式与现代人并不相似。现代人牙齿釉质生长缓慢，是因为最初形成的釉质分泌缓慢，因而生长历时很长。较晚出现的进化旁支尼安德特人的牙齿发育模式则与现代人类相近。换句话说，南方古猿、开始制造工具的能人、能够直立行走的直立人等早期人科动物以及类人猿，都具有迅速进入成年阶段的牙齿发育特征，它们的牙齿形成时间都比现代人短。现代人的牙齿生长模式在人类进化中可能出现得比较晚。针对着同样这个问题，他们认为，人类较长的幼年期以及现代人类的青春期，也是在晚近才进化形成的[3,4]。
参考文献
[1] 人类区别动物十大特征:大脑非比寻常 会脸红
[2] 人类的嘴唇为何是外翻的？
[3] Jacopo Moggi-Cecchi. 2001. Human evolution: Questions of growth. Nature 414, 595-597
[4] Dean et al., 2001. Growth processes in teeth distinguish modern humans from Homo erectus and earlier hominins. Nature 414, 628-631.
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