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Science新聞:人類緣何大器晚成

日期:2014-08-27 09:03:52

 

與其它靈長類動物相比,人類算是大器晚成的。我們的童年和青春期幾乎是黑猩猩、長臂猿或獼猴的兩倍,這是為什么呢?

 

人們廣泛接受的“高耗能組織假說”認為,兒童大腦消耗了太多的能量,占用了機體其它部分的葡萄糖,延緩了身體的生長,不過這一假說很難加以證明。現在,一項巧妙的研究通過分析葡萄糖攝取和身體生長數據,對高耗能組織假說進行了驗證。Science特別刊文對此加以報道。

 

曾有研究表明,在人類嬰幼兒時期,大腦用掉的能量占總能量消耗的44%-87%。這就是人類長得慢的原因么?回答這個問題需要精確研究兒童的大腦代謝,但這樣的研究并不現實。不過,美國國家科學院院刊PNAS雜志發表的一項最新研究,將三個老數據集拼接起來解決了這個問題。

 

首先,研究人員通過嬰兒期到30歲之間的PET掃描數據(1987年的一項研究),估算了大腦三個主要區域葡萄糖攝取的年齡變化趨勢。隨后,他們將四百人的腦容量和年齡數據(從四歲半到成年)結合進來,計算出了整個大腦能量攝取的年齡變化趨勢。最后,為了把年齡、大腦葡萄糖攝取、以及身體大小關聯起來,研究人員又使用了一千人的大腦和體重數據(從出生到成年,收集于1978)。

 

這項研究的領導者,美國西北大學的Christopher Kuzawa指出,大腦需要大量能量的時候,身體生長就比較慢。舉例來說,大腦葡萄糖攝取水平最高的階段是四歲半到五歲,這一階段的體重增加也最為緩慢。

 

“這篇文章非常酷,”蘇黎世大學的生物人類學家Karin Isler說。“很有說服力的展示了,人類大腦與身體生長的能量需求沖突,其結果是人類的身體生長減緩。”

 

高耗能組織假說誕生于1995年,當時這個理論認為,人類的大腦越大代謝食物的消化系統就越小。不過,后來人們發現這其中也涉及了其它機制。Isler等人認為,高能量飲食、生長和繁殖延遲、節能性運動,都有助于填飽渴求能量的大腦。而這三點都是人類所具備的,我們烹飪食物并且吃肉,我們生長緩慢而且性成熟得晚,我們用雙腿走路,兩條腿比四條腿更省能量。

 

這項研究告訴我們,人類用延緩生長換取了更大的大腦。理想情況下,進一步研究應該看看其他靈長類生物是否也存在類似的情況。不過,在這些動物的生長過程中,獲得大腦葡萄糖攝取的PET數據是很困難的,Kuzawa說。

 


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