现代人类的大脑起源于约170万年前的非洲

【字体: 时间:2021年04月09日 来源:Science

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  我们今天所知道的人类大脑是相对年轻的。大约在170万年前,非洲的石器文化变得越来越复杂。苏黎世大学的研究人员通过计算机断层扫描技术对头骨化石进行分析,发现大脑进化不久之后,新的人属种群传播到了东南亚。

  

 

   

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图片:来自格鲁吉亚的早期智人头骨,具有类人猿的大脑(左),来自印度尼西亚的早期智人头骨,具有类人猿的大脑(右)。

现代人类与我们最亲近的亲戚——类人猿(如黑猩猩、大猩猩)根本不同:我们生活在地上,双腿行走,大脑更大。

大约250万年前,人类的第一批种群出现在非洲。他们已经直立行走,但他们的大脑只有今天人类的一半左右。

非洲最早的这些人类种群有原始的类人猿大脑,就像他们已经灭绝的祖先南方古猿一样。那么典型的人脑何时何地进化呢?

头骨的CT比较揭示了现代大脑结构

由苏黎世大学(UZH)人类学系的Christoph Zollikofer和Marcia PoncedeLeón领导的国际团队现已成功回答了这些问题。

“我们的分析表明,现代人脑结构仅在150至170万年前出现在非洲人口中,“Zollikofer说。研究人员使用计算机断层扫描技术检查了100万到200万年前生活在非洲和亚洲的人属化石的头骨。然后,他们将化石数据与大猩猩和人类的参考数据进行了比较。

除了大小,人脑与类人猿的大脑不同,特别是在单个大脑区域的位置和组织方面。第一作者Marcia Ponce deLeón指出,人类典型的特征主要是额叶中负责规划和执行复杂的思想和行动模式的区域,最终也负责语言。由于这些区域在人脑中明显更大,相邻的大脑区域向后移动。

典型的人脑从非洲迅速传播到亚洲

非洲以外的第一批人类——在现在的格鲁吉亚地区的德马尼西人——大脑与非洲亲属一样原始。因此,直到大约170万年前,早期人类的大脑才变得特别大或特别现代。然而,这些早期人类非常能够制造多种工具,适应欧亚大陆与非洲截然不同的新环境条件,开发动物食物来源,并照顾需要帮助的团体成员。

在此期间,非洲的文化变得更加复杂和多样化,这可以通过被发现的各种石材工具来证明。研究人员认为,生物和文化的进化可能是相互依存的。人类学家Ponce deLeón说,人类语言的最早形式很可能也是在这一时期发展起来的。爪哇发现的化石证明了这些新种群是非常成功的:在非洲首次出现后不久,它们已经扩散到东南亚。

化石头骨中的大脑印记揭示了人类的进化

由于缺乏可靠的数据,以前的理论几乎没有证据支持

“问题是我们祖先的大脑没有作为化石保留下来。他们的大脑结构只能从化石头骨内表面的褶皱和犁沟留下的印象中推断出来,”研究领导者Zollikofer说。“由于这些印记在个体之间差异很大,到目前为止还不可能清楚地确定一个特定的人类化石是否具有更像猿类或更像人类的大脑。使用一系列化石头骨的计算机断层扫描分析,研究人员现在首次缩小了这一差距,即早期人类的大脑更像类人猿而不是现代人。

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