為了更大的腦容量，尼人付出了什麼成本？

研究人員修復後的西班牙尼人幼童化石。Credit: Paleoanthropology Group MNCN-CSIC

撰文 | 惠家明

責編 | 陳曉雪

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翻開任意一本關於人類起源的書，我們會發現幾乎少不了對人類巨大腦顱的讚美。而事實上，尼安德特人（簡稱「尼人」），我們現代人類的表親，其腦容量比現代人更大，可以達到1700ml（現代人一般是1400-1600ml）——雖然他們已滅絕數萬年。尼人的大腦為什麼這麼大？為了支持這樣碩大的頭顱，身體其他部位是否要做出犧牲？這一系列問題引發了學界不少爭論與猜想，同時也使我們得以思考現代人的演化途徑。不過由於缺少足夠的化石證據，這些疑問一直懸而未決。

在2017年9月22日出版的《科學》（Science）雜誌中，西班牙國家自然博物館等機構的一個合作研究介紹了他們對上述問題的最新突破。通過對一例尼安德特人幼童化石的分析，研究人員提出了關於尼人大腦與身體發育過程的全新認知。

該幼童化石最初發現於西班牙北部阿斯圖里亞斯省的一處洞穴遺址中，左側骨骼保存比較完整，年代距今約4.9萬年。此前，學者們已對此個體的化石進行了一番研究，認為這是一名男童，體重在26公斤左右，甚至還發現他習慣使用右手。

而當安東尼·奧薩斯（Antonio Rosas）的團隊嘗試判定其死亡年齡時，一些矛盾的現象卻出現了。牙齒釉質生長線顯示，幼童化石的年齡約為7.69歲。其顱骨的發育程度卻很低，僅僅相當於現代人類5歲之前的水平。同樣的，其部分頸椎與胸椎的發育程度也僅有現代人類5歲至6歲的水平，脊椎骨尚未完全骨化，內部仍充斥軟骨。

對成年人而言，鑒定年齡時出現幾歲之差是比較常見的現象。但在鑒定兒童骨骼年齡時，我們完全可以把誤差降至一歲乃至數個月之內。而在此案例中，若以現代人類發育情況為標準，牙齒與身體各部分所反映的年齡結果竟會出現兩歲多的差距，這又該作何解釋？

研究者認為，這一矛盾現象實際上反映了尼安德特人與現代人類不同的發育方式。牙齒所確定的年齡是確鑿的，因為其釉質生長線所反映的年齡最小可精確至數天。這也就說明，尼安德特兒童在7歲之時，腦容量為1330ml，僅為成年個體的87.5%。相比之下，現代人類的兒童在5歲時就可以發育至成年人的90%，在七歲時則發育至95%。顯然，這意味著尼安德特人的大腦發育速度並不快，並且發育周期和最終的腦容量遠遠超過現代人類。這一證據也推翻了學界以往的一種認知，即尼人腦容量大是因為大腦發育速度較快。

對人體而言，大腦是極度「耗能」的器官，而人體能夠供應的營養卻是有限的。因此，大腦的生長可能會犧牲身體其他部位的發育速度。尼安德特人很可能採用了這樣的策略，研究人員推測：他們用大腦更長的發育周期，和軀體更慢的發育速度，換來了更大的腦容量。這也可以解釋，為何我們在這一尼安德特兒童身上看到了軀幹骨發育遲緩的現象。

「標本保存的這麼完整，特別是兒童標本，簡直是個奇蹟！作者工作這麼細緻，值得我們學習！」中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員吳秀傑評論說。她表示，對於兒童生長發育的研究值得學習，希望相應的研究方法未來能夠用在中國古人類化石的研究上。

參考資料：

Rosas, Antonio, et al. "The growth pattern of Neandertals, reconstructed from a juvenile skeleton from El Sidrón (Spain)." Science 357.6357(2017): 1282-1287.DOI: 10.1126/science.aan6463

製版編輯：斯嘉麗丨

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