卵巢發(fā)育的變化可能導致大腦變大

人類大腦的大小可能一直在穩(wěn)步增長，不是因為進化拔毛人群中有一些大腦袋的祖先，他們更喜歡自己的聰明才智，但因為分配給不斷增長的充滿卵子的卵巢卵泡的能量反而流向了我們的頭腦。

這是英國圣安德魯斯大學數(shù)學進化生物學家毛里西奧·岡薩雷斯-福雷羅（Mauricio González-Forero）提出的一個新想法，他模擬了古人類大腦的擴張南方古猿到現(xiàn)代人。

在先前工作的基礎上，岡薩雷斯-福雷羅使用基礎數(shù)學創(chuàng)建了方程式，這些方程式描述了大腦和身體組織如何在所涉及的能量成本和控制身體不同發(fā)育階段能量分配的遺傳特征所施加的限制下生長。

他的發(fā)現(xiàn)——人類的進化和發(fā)展更多地取決于我們祖先的繁殖能力，而不是大腦的大小——對于一個以我們異常大的大腦為榮的物種來說，這有點令人羞愧。

當然有不乏理論關(guān)于為什么人類的大腦在400萬年的時間里幾乎增加了兩倍，而我們遙遠的黑猩猩祖先的大腦卻有勉強讓步.

最近，科學家提出，我們的大腦，隨著我們的腸子萎縮而膨脹，當我們的祖先從生食轉(zhuǎn)向嘗試發(fā)酵食品時，可能已經(jīng)獲得了擴展的資源。由于結(jié)腸處理發(fā)酵食品的工作較少，這本可以釋放能量來生長大腦。

岡薩雷斯-福雷羅以前的工作同樣，人類大腦大小的異常增加可能是身體能量預算重組的結(jié)果。

2018年，他和圣安德魯斯大學（University of St Andrews）的數(shù)學家安迪·加德納（Andy Gardner）發(fā)現(xiàn)，尋找食物和生火等“生態(tài)”挑戰(zhàn)可能是有利于提高腦力的關(guān)鍵問題，而不是社會壓力就像以前認為的那樣，就像合作和競爭一樣。

只有找到食物，早期人類才能獲得足夠的能量來克服巨大的代謝成本否則會阻礙大腦的生長。岡薩雷斯-福雷羅（González-Forero）認為，解決問題和分享狩獵、采集和尋找美味食物的文化技巧可以進一步促進大腦的擴張以前的研究表明.

但從岡薩雷斯-福雷羅的角度來看，以前的理論仍然缺少真正分離進化選擇的數(shù)學工具——在進化選擇中，有利的特征被積極地青睞自然選擇– 來自僅以某些方式限制或遏制進化的約束。

因此，岡薩雷斯-福雷羅回到了他的模型，對框架進行了修改，包括一些新的方程，他說這些方程將進化選擇與約束區(qū)分開來;量化大腦、身體和生殖組織生長的能量成本;并整合控制人類發(fā)育的遺傳特征的變異——從嬰兒期到青春期再到成年期。

González-Forero的新方法“能夠進行更深入的分析，表明模型中發(fā)生古人類大腦擴張是因為直接選擇[卵巢]卵泡計數(shù)而不是大腦大小，”岡薩雷斯-福雷羅在他發(fā)表的論文中寫道.

換句話說，人類只能擁有只有當分配給生殖組織生長的能量——特別是卵巢中每個月培育和釋放卵子的卵泡——在人類發(fā)育的關(guān)鍵階段被釋放出來時，才會進化出更大的大腦。

因此，正是卵巢卵泡的數(shù)量在生命早期得到滋養(yǎng)，阻礙了大腦的生長，而不是進化淘汰了較小的大腦，轉(zhuǎn)而支持較大的大腦，岡薩雷斯-福雷羅原因.在從卵巢到大腦的能量分配發(fā)生轉(zhuǎn)變之前，我們的祖先仍然相對小腦。

岡薩雷斯-福雷羅說，這些生殖限制“將進化變化轉(zhuǎn)向?qū)е麓竽X擴張的方向”，并發(fā)揮了如此重要的進化作用說，“如果沒有這些限制，大腦擴張就不會受到選擇的青睞，也不會進化。

在 X（前身為 Twitter）上，岡薩雷斯-福雷羅說他的模型成功地再現(xiàn)了人類從童年到成年的主要發(fā)展模式，以及大腦大小的兩倍。

然而，我們應該記住，人類的大腦并不一定呈指數(shù)級增長。一些科學家認為我們的大腦有時也可能萎縮了——幾千年前，也許在最后一個冰河時代之后的某個時候因為氣候變化.

然而，這種“大腦萎縮理論”已經(jīng)嚴格審查也就是說，盡管我們擁有所有的集體腦力，但我們?nèi)匀粚θ祟惔竽X為什么以及何時變大以及它是否真的縮小了尺寸以變得更有效率只有一個模糊的概念。

該研究已發(fā)表在自然 人類行為.

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