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規則就是用來打破的!挑戰生存法則的裸鼴鼠

Lea Tang
・2019/04/02 ・2425字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

裸鼴鼠是一種齧齒目動物,這是實驗室中裸鼴鼠的模樣。圖/sciencemag

看到裸鼴鼠(Heterocephalus glaber)的第一眼,各位可能會忍不住再多看幾眼。

這種全身帶有粉色皺皮和突出牙齒的齧齒目動物群居在地底,主要分布於東非,是一種社會性哺乳動物。和螞蟻和胡蜂一樣,在多達 70 隻個體的裸鼴鼠族群中:一隻「女王」負責生育,幾隻雄鼠負責提供精子,其餘則是沒有繁殖能力的工鼠。

裸鼴鼠的視力不好,但無毛的身體能讓牠們在狹窄地道內自由穿梭、外凸的牙齒則讓牠們在挖土工作時能閉上嘴巴,免得誤食土塊。

除了外形,牠們還有著特殊的生理機制,幫助牠們適應地底惡劣的環境。裸鼴鼠的體溫能隨著環境變化,不但沒有大部分的痛覺,而且幾乎不會得到癌症。

甚至,牠們能在完全無氧的環境下存活 18 分鐘。

圖/farm3.static.flickr.com

沒有氧氣會死嗎?那你怎麼沒感覺

對所有生物來說,氧氣是我們賴以為生的重要存在。人類只要缺氧 3 分鐘,大腦就會受損,幾分鐘內就會死亡。但「無氧生活」對裸鼴鼠來說似乎並不是這麼大的威脅。通常,裸鼴鼠會一團一團的擠在地道內。雖然空氣很稀薄但牠們卻不會喘不過氣,生活看來毫不受影響,這種狀況讓科學家開始對牠們的耐氧極限產生興趣。

裸鼴鼠能在完全無氧的環境下存活 18 分鐘。圖/Flickr

經過測試,把空氣中的氧降低到 5 %時,實驗室老鼠會在 10 分鐘內死亡,但裸鼴鼠卻完全沒有反應,甚至沒有嗜睡、或昏迷的狀況出現。當空氣中的氧氣降至 0 %時,實驗室老鼠和裸鼴鼠都陷入昏迷:雖然裸鼴鼠的心跳從每分鐘 200 次→ 50 次,牠們卻還是可以在神經系統沒有受損的情況下存活 18 分鐘,而實驗室老鼠則是再也沒有恢復意識。

能讓裸鼴鼠恢復意識的關鍵就在血液中迅速升高的果糖

人類代謝時若沒有氧氣,葡萄糖就無法轉換成能量。然而,與人類同屬哺乳類的裸鼴鼠,卻可以像植物一樣,在沒有氧氣的情況下轉而使用果糖來代謝(雖然效率不高),穩定生存下去。

除此之外,裸鼴鼠似乎也不會衰老。

誰說老了沒有用?那你怎麼還在生

一直以來,科學家們都有注意到這個動物很少表現出衰老的現象。隨著年紀增長,裸鼴鼠的死亡率不但比其它有紀錄的哺乳類動物低、壽命也較一般囓齒動物長。一般圈養的小鼠最多活 4 年,以裸鼴鼠的身形大小來估計,牠們應該活不過 6 年。令人意外的是,有些裸鼴鼠可以活到 30 歲以上,而就算已經「步入老年」,雌性的繁殖力仍然很強。

圖/wikipedia

比較生物學家羅謝爾 · 巴芬斯坦(Rochelle Buffenstein)花了超過 30 年來紀錄 3329 隻裸鼴鼠的生活史,她發現裸鼴鼠似乎違背了岡珀茨–梅卡姆死亡率定律,一種描述哺乳類衰老的方程式:

哺乳類的死亡率隨年歲增加而上升。

以人類為例,過了 30 歲後的死亡率每 8 年遞增兩倍。一般來說,100 隻動物就足以觀察到符合岡珀茨法則的死亡曲線,但巴芬斯坦的數據卻表示裸鼴鼠死亡風險不隨年齡增長而上升(反而還略有下降)。

難道裸鼴鼠吃了不老藥?原因就在裸鼴鼠具有非常活躍的 DNA 修復能力和高水平的伴侶蛋白——這些蛋白質可幫助其他蛋白質正確折疊。儘管部分科學家認為這並非一個全面性的結論,但對許多人來說,它仍然是一個非常重要且引人注目的新數據。

何不食糞乎?三大好處報你知

如前文所說,裸鼴鼠是一個高度分工的社會化動物:女王負責生,工鼠負責育。現在問題來了,工鼠因為不具有生育能力所以無法合成性激素,可是性激素是促進個體母愛氾濫、照顧幼崽的必備條件,少了性荷爾蒙的工鼠怎麼會心甘情願地照顧別人的小寶寶呢?

圖/sciencenews

答案就在餵屎

裸鼴鼠是一種食糞動物,工鼠攝入女王生育後富含雌激素的糞便後,體內的雌二醇增加,因此對幼崽的鳴叫變得敏銳、出現育幼的行為。為了證明激素是育兒的關鍵因素,科學家們設計另一項實驗:把未妊娠的女王糞便分兩組,一組添加雌二醇,一組沒加,然後觀察吃掉糞便後的工鼠行為:

吃到激素的工鼠會母愛爆棚、對小寶寶的叫喚聲更有感,只要孩子一叫,就立刻飛奔過去。

裸鼴鼠食糞的另外兩個原因是幫助消化和標記成員。糞便中的腸道菌能幫助牠們消化主食——鬚根和塊莖;且既然是同一族群,應該要有一致的氣味利於區分敵我,如果有不同氣味的個體進入巢穴,就會被工鼠攻擊。

二次元教室:好像在哪裡見過你?

最後的最後,就像那些我們最常聽到的搭訕問話:裸鼴鼠寶貝,我們是不是在哪裡見過?

圖/gamer

是的,就是日本作家貴志佑介小說《來自新世界》中的化鼠。※以下有雷

牠們是一種齧齒類哺乳動物,祖先來自裸鼴鼠。化鼠的社會型態一樣有一隻女王,有交配能力的公鼠和其它無繁衍能力的工鼠。

在小說中,化鼠是地表上除了人類以外唯二擁有智慧的生物。牠們原本受到人類控管,是勞工一般的存在,後來因為智力快速的進化,對人類展開襲擊。看到最後,讀者會發現化鼠其實就是人類,只是他們因為沒有能力、被社會淘汰,然後被改造了。

由於裸鼴鼠與人類基因的 DNA 有高達 80%到 93%相同,也許,這就是作者為什麼會以裸鼴鼠做為參考的主要原因吧!

參考資料:

  1. Naked mole rats defy the biological law of aging
  2. Gompertz–Makeham law of mortality
  3. Naked mole-rats are now even weirder: Without oxygen, they live like plants
  4. Sweet? Naked mole rats can survive without oxygen using plant sugar tactic
  5. [中文字幕]有關裸鼴鼠的幾大真相True Facts About The Naked Mole Rat
  6. How Eating Poop Makes These Mole-Rats More Motherly
  7. Naked mole-rats eat the poop of their queen for parenting cues

 

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俄軍使用了真空彈!什麼是溫壓武器?它的原理和可怕之處在哪?
Lea Tang
・2022/03/14 ・1688字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

根據烏克蘭政府及人權組織的報告,俄羅斯軍隊將集束炸彈和溫壓武器使用在對烏克蘭的戰事上——此項指控在 3/10 得到俄國國防部的承認(confirmed)

一種燃燒空氣的爆炸裝置

俄羅斯軍隊所使用的溫壓武器系統 TOS-1A,是俗稱「真空彈」的空投高功率真空炸彈。這類毀滅性的裝置通常以火箭發射或空投炸彈的形式部署,透過選擇不同的燃料——有毒金屬粉末或含有氧化劑之有機物質與炸藥共同施放。

彈藥發射後,空氣中的氧扮演助燃的角色,分散的燃料團於是成了一顆巨大火球。

對生物具有致命威脅

由於火球會在一瞬間用掉周遭所有的氧氣,真空彈的威力比傳統炸彈大,燃燒時間也更長。遇到真空彈攻擊時,幾乎沒有方法能夠自保——巨大的衝擊波能穿透任何未密封的遮蔽物,即使你位處地底下。

若是瞄準封閉空間投放真空彈,則會產生更為嚴重的後果。美國中央情報局(CIA)在 1990 年的一份報告中描述道:

那些靠近著火點的人會直接消失,至於爆炸邊緣的人則會受到嚴重的內傷,包括鼓膜和內耳器官碎裂、嚴重腦震盪、肺和內臟器官破裂,甚至可能失明。

使用溫壓武器的爭議性

溫壓武器最早由二戰時期的德國所研發。1960 年代,美軍在越南、阿富汗以及蘇聯在中國、車臣都曾使用過。雖然尚未有國際法明確禁止真空彈的使用,但根據日內瓦公約「禁止使用無法區分目標的無差別攻擊武器」以及國際人道法「禁止造成過度以及不必要的傷害」:

若是使用真空彈來攻擊建築區、學校或醫院的平民,根據 1899 年與 1907 年的海牙公約,你很有可能被判犯有戰爭罪。

區域內無差別攻擊

鑑於溫壓武器對建築物或掩體中防禦者的高度破壞性,它們主要被用於城市環境。但即使鎖定的是軍事設施或人員,在人口稠密的城市中使用溫壓武器,將波及爆炸範圍內的平民並造成大量傷亡。

過度殘忍的傷害

而儘管在特定狀態下,戰爭被賦予合法公正性,暴力也不得無限上綱。如果一種武器會延長士兵或平民的痛苦,並導致過度傷害,那麼該武器理論上是不被允許的。而溫壓武器顯然符合以上定義。

國際刑事法院檢察官卡里姆汗(Karim A.A. Khan QC)表示,他的法院將著手調查蒲亭對烏克蘭犯下的戰爭罪行。圖/ ICC

國際刑事法院展開調查

根據 1998 年《羅馬規約》,2002 年 7 月 1 日國際刑事法院於荷蘭海牙成立,職能是對犯有種族滅絕罪、危害人類罪、戰爭罪和侵略罪的個人追究刑事責任。因應立陶宛及 38 個成員國的要求,國際刑事法院(ICC)針對普亭對烏克蘭的非法入侵行動已積極展開調查。

俄羅斯於 2016 年退出國際刑事法院締約國,烏克蘭也不是締約國成員,但烏克蘭已經接受了國際刑事法院的管轄權,所以檢察官有權進行調查。英國外交大臣卓慧思(Liz Truss)在聲明中表示:

迫切需要國際刑事法院對俄羅斯的野蠻行徑進行調查,追究那些應為此負責的人。英國將與盟國密切合作,以確保正義伸張。

參考資料:

  1. What is a thermobaric or vacuum bomb?
  2. Ukraine war: Russia confirms it has used thermobaric weapons, says UK’s Ministry of Defence
  3. What are thermobaric weapons, and does Russia have them in Ukraine?
  4. What are thermobaric weapons? And why should they be banned?
  5. Statement of ICC Prosecutor, Karim A.A. Khan QC, on the Situation in Ukraine: Receipt of Referrals from 39 States Parties and the Opening of an Investigation
  6. UK leads call for ICC to investigate Russia’s war crimes
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Lea Tang
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徜徉在極北之海的浪漫主義者。 喜歡鯨豚、地科、文學和貓。

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規則就是用來打破的!挑戰生存法則的裸鼴鼠
Lea Tang
・2019/04/02 ・2425字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

裸鼴鼠是一種齧齒目動物,這是實驗室中裸鼴鼠的模樣。圖/sciencemag

看到裸鼴鼠(Heterocephalus glaber)的第一眼,各位可能會忍不住再多看幾眼。

這種全身帶有粉色皺皮和突出牙齒的齧齒目動物群居在地底,主要分布於東非,是一種社會性哺乳動物。和螞蟻和胡蜂一樣,在多達 70 隻個體的裸鼴鼠族群中:一隻「女王」負責生育,幾隻雄鼠負責提供精子,其餘則是沒有繁殖能力的工鼠。

裸鼴鼠的視力不好,但無毛的身體能讓牠們在狹窄地道內自由穿梭、外凸的牙齒則讓牠們在挖土工作時能閉上嘴巴,免得誤食土塊。

除了外形,牠們還有著特殊的生理機制,幫助牠們適應地底惡劣的環境。裸鼴鼠的體溫能隨著環境變化,不但沒有大部分的痛覺,而且幾乎不會得到癌症。

甚至,牠們能在完全無氧的環境下存活 18 分鐘。

圖/farm3.static.flickr.com

沒有氧氣會死嗎?那你怎麼沒感覺

對所有生物來說,氧氣是我們賴以為生的重要存在。人類只要缺氧 3 分鐘,大腦就會受損,幾分鐘內就會死亡。但「無氧生活」對裸鼴鼠來說似乎並不是這麼大的威脅。通常,裸鼴鼠會一團一團的擠在地道內。雖然空氣很稀薄但牠們卻不會喘不過氣,生活看來毫不受影響,這種狀況讓科學家開始對牠們的耐氧極限產生興趣。

裸鼴鼠能在完全無氧的環境下存活 18 分鐘。圖/Flickr

經過測試,把空氣中的氧降低到 5 %時,實驗室老鼠會在 10 分鐘內死亡,但裸鼴鼠卻完全沒有反應,甚至沒有嗜睡、或昏迷的狀況出現。當空氣中的氧氣降至 0 %時,實驗室老鼠和裸鼴鼠都陷入昏迷:雖然裸鼴鼠的心跳從每分鐘 200 次→ 50 次,牠們卻還是可以在神經系統沒有受損的情況下存活 18 分鐘,而實驗室老鼠則是再也沒有恢復意識。

能讓裸鼴鼠恢復意識的關鍵就在血液中迅速升高的果糖

人類代謝時若沒有氧氣,葡萄糖就無法轉換成能量。然而,與人類同屬哺乳類的裸鼴鼠,卻可以像植物一樣,在沒有氧氣的情況下轉而使用果糖來代謝(雖然效率不高),穩定生存下去。

除此之外,裸鼴鼠似乎也不會衰老。

誰說老了沒有用?那你怎麼還在生

一直以來,科學家們都有注意到這個動物很少表現出衰老的現象。隨著年紀增長,裸鼴鼠的死亡率不但比其它有紀錄的哺乳類動物低、壽命也較一般囓齒動物長。一般圈養的小鼠最多活 4 年,以裸鼴鼠的身形大小來估計,牠們應該活不過 6 年。令人意外的是,有些裸鼴鼠可以活到 30 歲以上,而就算已經「步入老年」,雌性的繁殖力仍然很強。

圖/wikipedia

比較生物學家羅謝爾 · 巴芬斯坦(Rochelle Buffenstein)花了超過 30 年來紀錄 3329 隻裸鼴鼠的生活史,她發現裸鼴鼠似乎違背了岡珀茨–梅卡姆死亡率定律,一種描述哺乳類衰老的方程式:

哺乳類的死亡率隨年歲增加而上升。

以人類為例,過了 30 歲後的死亡率每 8 年遞增兩倍。一般來說,100 隻動物就足以觀察到符合岡珀茨法則的死亡曲線,但巴芬斯坦的數據卻表示裸鼴鼠死亡風險不隨年齡增長而上升(反而還略有下降)。

難道裸鼴鼠吃了不老藥?原因就在裸鼴鼠具有非常活躍的 DNA 修復能力和高水平的伴侶蛋白——這些蛋白質可幫助其他蛋白質正確折疊。儘管部分科學家認為這並非一個全面性的結論,但對許多人來說,它仍然是一個非常重要且引人注目的新數據。

何不食糞乎?三大好處報你知

如前文所說,裸鼴鼠是一個高度分工的社會化動物:女王負責生,工鼠負責育。現在問題來了,工鼠因為不具有生育能力所以無法合成性激素,可是性激素是促進個體母愛氾濫、照顧幼崽的必備條件,少了性荷爾蒙的工鼠怎麼會心甘情願地照顧別人的小寶寶呢?

圖/sciencenews

答案就在餵屎

裸鼴鼠是一種食糞動物,工鼠攝入女王生育後富含雌激素的糞便後,體內的雌二醇增加,因此對幼崽的鳴叫變得敏銳、出現育幼的行為。為了證明激素是育兒的關鍵因素,科學家們設計另一項實驗:把未妊娠的女王糞便分兩組,一組添加雌二醇,一組沒加,然後觀察吃掉糞便後的工鼠行為:

吃到激素的工鼠會母愛爆棚、對小寶寶的叫喚聲更有感,只要孩子一叫,就立刻飛奔過去。

裸鼴鼠食糞的另外兩個原因是幫助消化和標記成員。糞便中的腸道菌能幫助牠們消化主食——鬚根和塊莖;且既然是同一族群,應該要有一致的氣味利於區分敵我,如果有不同氣味的個體進入巢穴,就會被工鼠攻擊。

二次元教室:好像在哪裡見過你?

最後的最後,就像那些我們最常聽到的搭訕問話:裸鼴鼠寶貝,我們是不是在哪裡見過?

圖/gamer

是的,就是日本作家貴志佑介小說《來自新世界》中的化鼠。※以下有雷

牠們是一種齧齒類哺乳動物,祖先來自裸鼴鼠。化鼠的社會型態一樣有一隻女王,有交配能力的公鼠和其它無繁衍能力的工鼠。

在小說中,化鼠是地表上除了人類以外唯二擁有智慧的生物。牠們原本受到人類控管,是勞工一般的存在,後來因為智力快速的進化,對人類展開襲擊。看到最後,讀者會發現化鼠其實就是人類,只是他們因為沒有能力、被社會淘汰,然後被改造了。

由於裸鼴鼠與人類基因的 DNA 有高達 80%到 93%相同,也許,這就是作者為什麼會以裸鼴鼠做為參考的主要原因吧!

參考資料:

  1. Naked mole rats defy the biological law of aging
  2. Gompertz–Makeham law of mortality
  3. Naked mole-rats are now even weirder: Without oxygen, they live like plants
  4. Sweet? Naked mole rats can survive without oxygen using plant sugar tactic
  5. [中文字幕]有關裸鼴鼠的幾大真相True Facts About The Naked Mole Rat
  6. How Eating Poop Makes These Mole-Rats More Motherly
  7. Naked mole-rats eat the poop of their queen for parenting cues

 

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想學鬼滅之刃的呼吸法?科學建議是「認真先不要」——《奇怪的生物知識增加了》
聚光文創_96
・2021/10/10 ・1385字 ・閱讀時間約 2 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

科學的真相永遠只有一個

回到文章的開頭,在日本動漫《鬼滅之刃》中,為了對抗不會疲勞、傷口還會自動癒合的鬼,人類依照自身體質,發展出「全集中呼吸法」,一種「藉由肺部擴張,讓更多的空氣進入血液,加速血液流動與心臟跳動,使體溫上升,從而提升身體強度」的作戰技巧。

不管你相不相信(或者已經開始嘗試),科學的年代,還是先以科學的角度,檢視一下動漫裡的這番解釋吧!

圖/《奇怪的生物知識增加了》

全集中呼吸?不如來瓶純氧吧!

我們都知道,人類血液中的紅血球,含有能夠攜帶氧氣的血紅素;除了少部分的氧氣溶於血漿,多數細胞需要的氧氣,都仰賴著紅血球的供給。也就是說,如果想增加血液中的含氧量,要嘛是增加紅血球的攜氧量,不然就是增加血漿裡的氧氣量。

正常而言,人體動脈的血氧濃度,大約是百分之九十五到百分之百;在紅血球攜氧量已經封頂的情況下,炭治郎吸入再多的空氣(或者氧氣),也無法提升身體能力。

我們只好換個方式,從血漿裡的氧氣量(也就是血漿的氧氣分壓)下手。在一般大氣壓力之下,血漿裡的氧氣含量很低;所以,炭治郎必須吸入高濃度的氧氣(例如戴上氧氣面罩,或是給予高壓氧氣治療),才能增加血漿裡的氧氣量。

順道一提,在冬天經常可以看到一氧化碳中毒相關的新聞報導,有些人可能只是在浴室洗個澡,便頭暈、嘔吐甚至昏不醒。

這可能是因為熱水器燃燒不完全,產生大量的一氧化碳。要知道,一氧化碳與血紅素的麻吉程度可是遠遠高過氧氣(其結合力約為氧氣的二百到二百五十倍之多!)

要是碰巧遇到天冷門窗緊閉,或是熱水器安裝位置通風不良,導致空氣不流通,當大量的一氧化碳與血紅素相遇,取代氧氣與血紅素結合,便會造成人體動脈的血氧濃度大幅降低。

由於大腦和心臟是最需要氧氣的器官,一旦缺氧,就可能有頭痛、頭暈等症狀產生,身體也會變得無力、疲倦想睡覺;這一睡,甚至可能從此再也醒不過來。

過度換氣可能會沒有呼吸

在故事中,為了讓實力更接近「柱」,炭治郎曾經修習過進階版的「全集中・常中」,也就是「持續進行全集中呼吸,讓基礎體力得到飛躍性提升」的修練方式。

值得注意的是,加快呼氣與吐氣的頻率,可能會導致人體排出過多的二氧化碳,造成血液中二氧化碳的濃度快速降低,甚至因此出現胸悶、心悸、頭暈等症狀,稱為「呼吸性鹼中毒」(Respiratory Alkalosis)。

總而言之,不管炭治郎再怎麼擴張肺部,血液中的含氧量都是固定的,而且有可能因為過度換氣,造成「呼吸性鹼中毒」。這樣一來,還沒滅鬼,就先被鬼給滅啦!

症狀 1:頭暈、頭痛

症狀 2:呼吸急促

症狀 3:胸悶、心悸

症狀 4:手腳發麻

過度換氣症候群 (圖/《奇怪的生物知識增加了》)

—— 本文摘自《奇怪的生物知識增加了》,2021 年 10 月,聚光文創

聚光文創_96
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據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。

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大腦是個很棒的東西,但是早期 Homo 的大腦不一樣
寒波_96
・2021/05/06 ・3267字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 487 ・五年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

大腦,是人類一大招牌特色。人類所屬的 Homo 曾經有過許多物種,最早的 Homo 誕生超過 200 萬年。新研究卻發現我們的額葉,要等到距今 170 萬年過後才形成。[1, 2, 3, 4]

人類簡史

人類的演化並非一步到位,而是延續數百萬年的漫長過程。已知紀錄中,最早的 Homo 化石距今 280 萬年,出土於東非;但是 200 到 280 萬年前這段期間,化石非常稀少。到了 200 萬年前左右,有巧人(Homo habilis)、魯道夫人(Homo rudolfensis)、直立人(Homo erectus),至少 3 種近親共存。

非洲以外最早的 Homo 化石,出土於亞洲西南部的喬治亞 Dmanisi 遺址,距今大約 177 萬年,一般認為是直立人,或是類似直立人的型號。但是更早以前,也許已經有其他人離開非洲。例如黃土高原便出土過距今 210 萬年的石器。

至於亞洲東部的直立人和其他古人類,像是北方的藍田人、北京人,南方的爪哇人、佛洛勒斯人(Homo floresiensis),都是距今 170 萬年以內的事了。一百多萬年來眾多 Homo 們之間複雜的交流、繼承、遷徙、取代、合體關係,曖昧難解。

現代化額葉是什麼時候轉型的?

大腦的改變,是人類演化史上非常關鍵的部分。但是頭殼是硬的,有機會形成化石;大腦軟軟的,幾乎不可能變成化石保存,又該怎麼研究呢?

幸好有些時候,大腦的形狀會印在頭殼上,就像軟體動物的印痕化石。這類樣本雖然稀罕,總是比沒有好,能夠提供極為寶貴的線索。

各地古人類以及他們額葉的演化。圖/參考資料 2

新研究比較不同地點、年代的古早頭殼,分析大腦組織的方式,特別是額葉(frontal lobe)。

額葉與認知、語言等功能有關,裡頭的布羅卡區(Broca’s area)對語言至關重要,可謂人之所以為人的一項基礎。

大腦是個很棒的東西,但是早期 Homo 的大腦不一樣

分析對象不只各色 Homo,也包括更資深的南猿。南猿超過 400 萬年前誕生,衍生出許多物種,一直到 200 萬年前全部滅團。Homo 當初應該就是由某群南猿改版而來,和其餘南猿共存了相當一段時間。

比較結果是:南猿的額葉和黑猩猩相似;而且連末代南猿,198 萬年前住在南非的泉源南猿(Australopithecus sediba)也不例外。上述結果並不意外,畢竟南猿的身體構造、體型、腦容量等特徵,和黑猩猩相去不遠。

那麼 Homo 呢?距今 200 到 280 萬年前期間欠缺樣本;約 200 萬年前的巧人,和南猿差別仍然有限;

值得玩味的是,已經離開非洲,喬治亞 177 萬年前的直立人,額葉組成竟然也還沒什麼改變!

各種古人類們的腦容量、年代、地理位置。大致趨勢是愈接近現代,腦容量愈大,不過納萊迪人 (DH3)、佛洛勒斯人(LB1)例外。圖/參考資料 1

之後大家都有了升級改版的額葉

要一直到距今 150 萬年前之後,才有明顯的轉變。在此之後,不論非洲的直立人、亞洲的直立人,或不太像是直立人的任何其他人,額葉組成都更接近我們。

此一階段另一顯眼的變化是,各地古人類的腦容量都變得更大。由此看來,額葉改版似乎和腦容量增大的趨勢一致。但是距今不是太久的 2 種小腦袋古人類:南非的納萊迪人(Homo naledi)、東南亞外海島上的佛洛勒斯人,卻可能也配備現代版額葉。

距今 20 多萬年的納萊迪人,以及數萬年前的佛洛勒斯人,某些形態特徵相當原始,生存年代卻相對晚近,因此難以判斷與其他人的關係,也不清楚他們的額葉在何時發生轉變。不過應該能夠判斷:腦容量和額葉組織的關係,並非完全一致。

另一點較為肯定的是,

距今 280 萬年前 Homo 首度誕生的時刻,額葉尚未改版,甚至到了一百萬年後,最早離開非洲的直立人也還沒有。額葉重組似乎發生在距今 150 到 170 萬年前,普及化是 150 萬年以後的事。

額葉組織再造,才能製作更複雜的石器?

不可忽略,額葉改變的年代,和石器技術發生轉型,更複雜的阿舍利(Acheulian)誕生的時期一致。

至今知道最原始的石器,拉米關(Lomekwian)出現於東非的肯亞,距今 330 萬年,不過僅限一時一地。超過 258 萬年前誕生的奧都萬(Oldowan),一直延續使用到幾萬年前。相比之下,176 萬年前首度於東非現蹤的阿舍利,手藝更為複雜。

從簡單的奧都萬到複雜的阿舍利,經過不短的 80 萬年,原因眾說紛紜。近來有研究指出,製作奧都萬或阿舍利時大腦的狀態不一樣,生產阿舍利時有更多腦區活躍(狀態和彈鋼琴意外類似)。

另一研究則認為,必需具備相當的溝通能力,才能傳承阿舍利的技藝。綜合來說,就是

需要更進階的認知與溝通能力,才能順利發展出阿舍利風格的石器。

比較簡單的奧都萬砍砸器,與比較複雜的阿舍利手斧。圖/改自 Wikipedia 的 Oldowan 與 Acheulean

最早的阿舍利出土於 176 萬年前,周圍沒有化石,不清楚工具人是何許人也。不過可以確定在阿舍利尚未發明以前,直立人已經離開非洲,而喬治亞直立人,以及之後亞洲東部的直立人,都沒有生產過阿舍利。

然而,假如說額葉改版,導致石器轉型,繼續追究下去就會面臨一個矛盾。原始版額葉的人,確實都只能做出簡單的奧都萬;但是升級版額葉的人,不見得就會生產阿舍利,仍有像東南亞的直立人-爪哇人那般,滿足於奧都萬。

論文推論是,較早的喬治亞直立人,和較晚的亞洲直立人之間沒有繼承關係;爪哇人這類亞洲直立人,是祖先在非洲升級完額葉以後,才再度離開非洲的移民後裔。如果論文的推論正確,他們配備改版過的腦袋,卻不會使用升級後的石器,將是個有趣的問題。

大腦是個很棒的東西,我希望每個人都有一個。

延伸閱讀

參考資料

  1. de León, M. S. P., Bienvenu, T., Marom, A., Engel, S., Tafforeau, P., Warren, J. L. A., … & Zollikofer, C. P. (2021). The primitive brain of early Homo. Science, 372(6538), 165-171.
  2. The enigmatic origins of the human brain
  3. Modern human brain originated in Africa around 1.7 million years ago
  4. Our earliest ancestors weren’t as brainy as we thought, fossil skulls suggest

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。