第1章 疯狂的进化: 从猿人到智人,拢共分几步? (第4/5页)
在19世纪,美国动物学家艾伦就发现,与温带的兔子相比,北极兔的耳朵和尾巴更短,身体也更圆。同样的情况,也普遍地发生在北极熊、北极狐等动物身上。来自不同纬度的同一物种,也遵循着艾伦法则。当然,这个法则也同样适用于人类。那些住在炎热地区的人,腿部往往较长,如非洲等地,而东亚人就明显四肢相对较短。人类学家曾测量了不同种族的坐高与身高比,东亚人为0.55,欧洲人为0.5,而撒哈拉沙漠以南的非洲人则为0.45。
在过去,塔斯马尼亚人的技术水平,其实与澳大利亚土著是相当的。
除此之外,科学家还研究了动物面部特征与艾伦法则的关系。1968年,斯蒂格曼曾做过一个实验。他把两组幼鼠分别放到22℃和5℃的环境中90天,并给予充足的水和食物。实验结束时,他发现在寒冷条件中生存下来的老鼠,有更狭窄的鼻腔、更宽的脸,尾巴和四条腿也更短。在寒冷的西伯利亚,东亚人小而塌的鼻子,也正是艾伦法则的体现。我们都知道,鼻子的功能除了闻气味外,还能对空气加湿加热。较小的鼻孔和更深入的鼻腔,都能提升加热冷空气的效率。这样,我们的器官和肺才能避免被冷空气所伤。
当时,已经拥有丰富殖民经验的欧洲人,都为塔斯马尼亚人的落后而惊讶。后来欧洲人一度认为,这是一种极其原始的族群,或处于猿类到人类之间的过渡阶段。但是他们在外貌上,和我们又是如此的相似。在后续一百多年的考古发掘中,人类才揭露出了一个更惊人的事实。
所以说,那些你认为丑爆了的单眼皮、短腿、大脸、塌鼻,也曾帮助我们的祖先开疆扩土。
而塔斯马尼亚人,是智人。智人作为地球霸主现已登上月球,我们打造的探索装置更是飞出了太阳系。但被孤立的塔斯马尼亚人仿佛活在一个平行宇宙,就连最基础的工具都不会用。如果硬要评估的话,那塔斯马尼亚人的技术比旧石器时代还要落后。他们最先进的武器和工具,只有木制的长矛、石头和投掷棒罢了。
参考资料
不说尼安德特人了,就是脑袋只有咱们的四分之一大的佛罗里斯人(也叫“小矮人”)在9万年前就掌握了这些技能。
◎ Allen's rule: Wikipedia[DB/OL]. [2020-04-11]. https://en.wikipedia.org/wiki/Allen%27s_ rule.
要知道,这些基础工具,哪怕是已经从地球上消失的人属都会制造并使用了。
◎ KATZMARZYK P T, LEOMARD W R. Climatic influences on human body size and proportions: Ecological adaptations and secular trends[J].American Journal of Physical Anthropology,1998:483-503.
我们会根据一些特征来评估一个族群的文明水平,例如服装、工具和武器的复杂性等。当时的塔斯马尼亚人,已经失去了制作最基础的工具的技能。就连最简单的,将坚硬的石头或兽骨绑在木质把手上制成斧头或矛、箭等工具,他们都不会。
13 原来人眼不过是“残次品”?
从这个角度来看,塔斯马尼亚岛就是一片世外桃源,没什么不好的。岛上丰富的物资,保证所有人丰衣足食是绰绰有余的。但是当欧洲白人第一次登上塔斯马尼亚岛时,他们都被当地土著落后的生活惊呆了。塔斯马尼亚人过着的竟是世界上最原始的生活。
大家对盲点这个词应该不陌生吧。全人类的眼睛,都存在着这么一个不合理的缺陷。不过也正是因为这一“设计”缺陷,进化论才多了一个反驳神创论的有力证据。不可否认,人眼是一个精细到无与伦比的设计。虽然我们常把眼睛比作照相机,但它其实远比照相机复杂得多。而因为无法找到与眼睛有关的化石(眼睛难以形成化石),所以连进化论的创始人达尔文都无法回答有关眼睛形成的问题。
大约在一万年前,海平面的快速升起使巴斯平原变成了巴斯海峡。当时,这两个大陆的族群都还没有造出能横渡巴斯海峡的水运工具。茫茫海水把塔斯马尼亚与澳大利亚大陆的日常联系彻底切断。于是,塔斯马尼亚岛的几千人至上万人就像完全被隔绝,孤独地活在世界上。
也正是达尔文对眼睛的困惑,才使神创论者有了质疑点。在神创论者看来,人眼的结构如此完美,必然不是自然选择的结果。但事实上,人眼虽结构精巧,却绝不是完美的。这些缺陷却反倒成了进化论的有力证据,让剧情发生反转。当初盛赞“人眼的完美,只能出于上帝之手”的神创论者,可真是起搬石头砸自己的脚。他们无法辩驳,因为如果他们对此进行辩驳,那就得承认上帝是个“手残的缔造者”。毕竟任凭哪个工程师都不会傻到“将视网膜贴反”,带来不必要的麻烦。
在今天看来,澳大利亚大陆是遥不可及的大陆。但事实上,海平面在冰川期会下降。人们虽不能直接徒步到澳大利亚大陆,但可以将澳大利亚大陆与其他大陆之间的岛屿作为中继站,通过简单的浮筏就可以渡过。而到达澳大利亚大陆后,澳大利亚大陆土著的祖先就穿过巴斯平原的陆桥到达塔斯马尼亚。至少在4.2万年前,塔斯马尼亚岛上就已经有人类的足迹了。那时候,塔斯马尼亚还与澳大利亚大陆相连,两地的人类还有联系。
视网膜就像一架照相机里面的感光底片,专门负责感光成像。当我们看东西时,物体的影像就通过屈光系统,落在视网膜上。所以,视网膜是我们视觉形成的基础,一旦发生萎缩或脱落等病变,视力就会受到影响。我们的视网膜大致由3层细胞组成,分别为感光细胞、双极细胞和节细胞。其中感光细胞可将光信号转化为电信号,而双极细胞则负责分类处理这些电信号。最后,节细胞会把这些分好类的电信号传输至大脑,形成最终影像。
发生在塔斯马尼亚岛上的几万年文明“逆演化”历史,就给我们带来了一些警示。考古证据显示,人类第一次踏上澳大利亚大陆至少是在6.5万年前。
我们知道视网膜这3层细胞的功能后,应该就能推断出它们在眼球中的位置了。理论上,感光细胞应该在最外侧,因为它要接受外界传入的光信号。而节细胞负责最后将电信号传入大脑的最后一步,应该位于眼睛最内侧。但我们人眼的实际情况,却恰恰相反,感光细胞和节细胞竟完全颠倒了。试想一下,节细胞在外、感光细胞在内的“设计”。当光线射入瞳孔时,要先经过节细胞和双极细胞,最后才能到达感光细胞。那么这些“挡”在感光结构前的细胞,就会反射或折射光线,使感光细胞成像的质量下降。这就如同在照相机的胶片前面,外贴了一张半透明薄膜。
它与澳大利亚大陆隔着两百多公里宽的巴斯海峡,其面积是中国台湾的1.87倍。而塔斯马尼亚人,是地球近代史上最孤独的族群之一。但最可怕的不是孤独,而是封闭让他们陷入了文明的退化。塔斯马尼亚效应还有个别称,叫作“塔斯马尼亚岛逆向演化”(Tasmaniandevolution,其中devolution是evolution反义词)。
不仅如此,由于节细胞位于光线进入的一侧,所以它发出的神经纤维必然会汇聚成一束,反穿眼球再绕回大脑。而在此处,感光细胞是没有落脚之地的,此处被称为视神经乳头。所以这才导致了我们视网膜中有一块区域无法感光,从而形成盲点。不过,即便有一块区域是人眼无法捕捉的,盲点也不会降低我们的视觉质量。原因就在于,我们人类是有两只眼睛的。虽然每只眼睛都有一个盲点,但这两个盲点是不重叠的。所以一只眼看不到的盲区,另一只眼能看到就行了。
塔斯马尼亚,是南半球的一个小岛。
那么问题来了,为什么就算闭上一只眼睛,我们还是无法察觉盲点的存在呢?
事实上,别说重建人类文明了,光是维持现有水平都不容易。文明并非线性的进步,事实上还有退化这一下场。在人类学研究中,就有这么一个的名词——塔斯马尼亚岛效应(Tasmanianeffect)。在没有外部技术输入,且人口过低的情况下,某些地区的技术水平不但会被永远锁死在某一水平,甚至还会发生倒退。
现阶段最靠谱的解释,便是大脑强大的“脑补”功能。人类的大脑会根据记忆和盲点周围的环境,补全眼前该出现的画面。而人眼的无意识跳跃和振动(即使我们盯住某个物体,这些动作仍会不断发生),都有助于刷新图像使盲点消失。所以,我们只能通过一些手段,才能看到生理上存在?的盲点。
现代人类文明的基础是错综复杂的。维持医疗、电力、教育、交通、矿业等各个系统正常运转,需要无数“螺丝钉”。只剩三位数甚至两位数的人类,自然远远不够。大家勉强生存下去尚属不易,延续人类灿烂的文明更是奢侈。哪怕是将人口数量提到以亿计算,都没人敢拍着胸脯保证能重建当前的文明。
除了盲点以外,视网膜“设计”上的缺陷还带来了一系列的眼部疾病。例如为了给节细胞和双极细胞供氧,视网膜表面还布有一层血管网。这些血管会扰乱入射光线。不仅如此,任何出血或淤血都会挡住光路,极其影响视力。这便是我们常说的眼底出血。而人眼的“设计”中,最不科学的还数视网膜的固定方式。因为视网膜被“反贴”了,视网膜与眼球壁之间只有感光细胞顶部与色素细胞层松散的接触,所以视网膜极易脱落。
纯生物学上的答案,是很明确的——大概只需要几百人,就基本能保证人类基因的延续了。斯特拉斯堡大学的天体物理学家弗雷德里克·马林,就提出98这个最低下限人数。只需98人的健康群体,就能有足够的遗传多样性来繁殖物种并重建人口。但问题是,重建人类文明的事,可不是简单的生物学问题。
如脑袋遭受一记重拳,或随年龄增大眼球变性,都可能造成视网膜的脱落。更夸张的是,高度近视眼多翻几下白眼都可能出现这种状况。而如果视网膜是“正贴”的话,那神经纤维就会牢牢把视网膜“拉住”,视网膜脱落就没那么容易发生了。因此,人眼视网膜的这种“错误设计”,也让许多人困惑。例如英国演化生物学家理查德·道金斯就曾说,“任何设计师都能看出人类眼睛的设计是可笑的”。
不过,想要解决上面这些问题并不算难。
以前神创论者反驳进化论的观点之一,便是眼睛这种精妙结构只有上帝才能造得出。但随着科学家找到人眼进化的证据,并发现人眼离奇的缺陷,才实现了进化论的又一次大捷。而事实上,一直被认为“低人一等”的章鱼,它们的眼睛才是一个正确的设计。
在《圣经》中,只需亚当、夏娃两人,就足够孕育后代了。但这在理论上,当然是不可行的。只需要一代人,他们就会面临近亲繁殖的难题。一级亲属间(父女、母子、同胞兄妹)的近婚系数(inbreedingcoefficient)为1/4。也就是说,他们孕育的个体,其两个等位基因来自双亲共同祖先的概率为25%。这种程度的近亲婚配,会使后代患常染色体隐性遗传疾病的风险激增,让人类迟早陷入崩溃。过去为了保持血统纯正而近亲婚配的皇室贵族,就是前车之鉴。
如果我们可以抄袭一下章鱼的眼睛结构,或许就没那么多毛病了。章鱼眼睛的复杂程度与人类相当,可以在漆黑的深海中毫无压力地发现猎物。而且作为无脊椎动物,它们的眼睛在解剖学上也酷似人眼。不同的是,章鱼的视网膜是“正贴”的。章鱼的感光细胞,就朝向光线进入的方向,而血管、神经纤维等都位于感光部位的后方。所以,这些神经可直接连到大脑,无须穿透视网膜,再绕路回大脑。这不但使神经回路更短,而且视网膜被这些神经纤维拉住也不会那么轻易脱落了。
许多科幻灾难电影,都会有一个灾后重建的设定。全球人类的命运,最后总会落到一小部分人的身上。他们每一个人身上,都肩负着重建整个人类文明的使命。那么,劫后余生最少需要多少人才能维持现有文明?
既然如此,是什么原因导致人类没能进化出类似章鱼的眼睛呢?其实不只人类,所有脊椎动物眼睛采取的都是“倒装”的方式。而我们视网膜的倒置,还得从一个名为PAX6的古老基因说起。脊索动物门,头索动物亚门的文昌鱼就比任何脊椎亚门的动物保留了更多的祖先性状,是难得的活化石。文昌鱼身体的含水量很高,高度透明,有一条卷入体内的神经索贯穿头尾。受PAX6基因控制,神经索的头端有一个杯状凹陷,里面分布了两列感光细胞,称为“额眼”(Frontaleye)。
03 至少要多少人才能延续文明?孤岛效应或许正在扼杀人类文明
因为这个额眼并非长在外面,而是随着神经索进化被卷入体内,发生了翻转,所以额眼左边的感光器官要穿透组织看右边,同样右边的感光器官则要穿透组织看左边。就好比我们透过后脑勺看东西,这也是脊椎动物内外颠倒的眼睛的“原型”。脊椎动物胚胎发育的早期阶段,就重现了文昌鱼“额眼”的整个过程。即将发育成眼睛的凹陷来自内卷的神经管,左“眼”朝右,右“眼”朝左。只是随着组织越来越不透明,脊椎动物就再也不能左眼看右,右眼看左了。之后,双眼的凹陷处便发生了第二次翻转。而且随着翻转程度加深,一部分体壁上的细胞会填入凹陷,发育为角膜、玻璃体、晶状体等屈光结构,最终成为现代的眼睛。
◎ 戴蒙德 . 性趣探秘——人类性的进化 [M]. 上海:上海世纪出版集团,2008.
所以不难看出,脊椎动物的眼睛进化方式早早地决定我们的视网膜颠倒了。此后脊椎动物更复杂的眼睛,也只能在这个结构上稍做修饰,已无力回天了。这也再一次印证了进化的普遍规律:新结构都来自旧结构,不能凭空出现。不过即便我们的眼睛看上去并不完美,但它也有自己的聪明之处。前文说到,挡在人眼感光细胞前方的一些细胞层等,会干扰到成像效果。在人类的进化过程中,也发展出了相应的优化措施——黄斑。黄斑是视网膜上的特殊区域,当我们凝视某一点时,它的图像就正好聚焦在黄斑上。而在黄斑处,双极细胞、节细胞连同它们发出的神经纤维,以及视网膜表面的血管网和神经纤维等,都会向四周避开。如此一来,视网膜就会在黄斑处形成一个凹陷,这个凹陷被叫作“中央凹”。在此处,感光细胞可以不被遮挡地接受光线的直射,能最大限度地消除其他干扰。
◎ Concealed ovulation:Wikipedia[DB/OL]. [2020-03-26]. https://en.wikipedia.org/wiki/ Concealed_ovulation.
所以当我们瞄准某一区域时,人眼的分辨率和成像能力能达到“高清”级别。而我们平时检查视力,查的便是黄斑区的中心视力。
◎ 陈瑞,郑毓煌. 进化的女性生理周期:波动的繁衍动机和行为表现. 心理学进展[J]. 2015.
鹰和人一样都“贴反”了视网膜,但通过黄斑和晶状体,它们可以毫无压力地看见几百米甚至上千米外的猎物。这说明了“贴反”视网膜并不妨碍高度清晰的图片的形成。而对人类来说,影响图像清晰度的主要还是晶状体的聚焦能力,与视网膜的朝向关系不大。只要注意不用眼过度,好好保护双眼,视网膜脱落、眼底出血和盲点等基本不会出现。
◎ 瘦驼.春天来了,“发春”还远吗?:果壳网[EB/OL]. [2016-02-04].https://www.guokr.com/article/441168/.
参考资料
参考资料
◎ 朱钦士 .“反贴 ”的视网膜,生物学通报 [J].2015.
在人类进化历程中,它们很可能都起了非常重要的作用。无论哪种模式,都是行之有效的。人类开始双方照料婴儿,男性也从无止境的雄性间的暴力互殴中解脱。而人类现在拥有的“美好爱情”,或许也正是源于女性迈出的这一大步。
14 为什么人类有46条染色体,猩猩却有48条?
当然,上面所说的两种理论并非互相矛盾的。
人类有多少对染色体?大家都能脱口而出23对,46条。但却很少有人去思考为什么。人类与黑猩猩,大约是在500万年前“分道扬镳”的。然而,现代黑猩猩的染色体数,却是24对,比现代人类整整多了一对。除了黑猩猩,其他类人猿如倭黑猩猩、大猩猩等都是24对染色体。这也意味着,在过去500万年间人类丢失了一对染色体。那么,我们是怎样弄丢了这一对染色体的?
但倭黑猩猩隐藏排卵的方式,与人类不同。尽管灵长类的排卵周期没有什么区别,但雌性倭黑猩猩却更长时间地表现发情期的特征。而这同样能达到隐藏排卵期的效果。它们的外阴有50%的时间都处于肿胀状态。这犹如一个虚假广告,让雄性倭黑猩猩前赴后继地与之交配。人类隐藏排卵期的策略被看作“淑女模式”,而倭黑猩猩的隐藏排卵策略则被看作“荡妇模式”。
细想这个问题,可能会让人不安。因为基因突变以及染色体突变,往往意味着各种可怕的遗传病。关于染色体异常,我们最熟悉的莫过于唐氏综合征了。因21号染色体多出一条,这也被称为21-三体综合征。每600个婴儿中,就有一个患有唐氏综合征。患儿会出现特殊的唐氏面容,以及伴随着各种身体机能缺陷和几乎无法避免的智力低下。别说是染色体数发生了变化,就是一小段基因的变异都可能招致严重的后果。
一些雌性动物采取了一种奇特的应对方式,那就是“滥交”。雌性通过与多个雄性交配,好让雄性难以分辨哪些孩子才是自己的。而为了避免误伤,雄性杀婴行为便会减少。例如,雄性倭黑猩猩就是极少数不会杀婴的灵长类动物之一。而倭黑猩猩也常被称为“性观念”最开放的动物,因此雄性更不易识别出哪些孩子是自己的后代。
不过,除了这些发生在个体身上的悲剧以外,对全人类来说,染色体异常导致的无法孕育后代才是最致命的,因为这会影响到人类传宗接代的大事。既然难以孕育后代,人类又是通过何种途径丢失掉这两条染色体的?这种种问题,也让阴谋论者有机可乘。他们认为人和猿之间染色体数的差异,是进化论无法逾越的鸿沟,进而可推翻物种起源说。他们会质问,第一个拥有46条染色体的人类祖先是怎么存活,并产生可育后代的?此外,阴谋论者还煞有介事地计算了一下成功概率,以“可能性极其微小”为论据,宣布进化论“破产”并推出神创论。
那么,雌性该如何规避雄性这残暴的杀婴行为呢?
但再认真地想一下这道生物题,答案又是浅显的。
在许多物种里(特别是雄性竞争更激烈的物种),杀婴行为是新生儿最大死因。例如,大猩猩幼崽的死因,起码有1/3是雄性的杀婴行为。大猩猩群体中的首领雄性一“登基”,就会把旧首领刚出生的后代杀掉。因为一般情况下,动物哺乳期是不发情的,分泌乳汁会使排卵受到抑制。但若孩子没了,雌性就不用再分泌乳汁了。所以雄性大猩猩会把嗷嗷待哺的幼崽杀死,好让雌性再次进入发情期,尽快怀上自己的孩子。
染色体是由DNA和蛋白质组成的,它只是基因的载体。其实更重要的,还是染色体上面承载着的信息。只要存在着正确数量的遗传物质,这些遗传物质要如何排列组合,其实并没有想象中的重要。例如,在2018年,中国科学家就创造出了只拥有一条“16合1”染色体的酵母。最常见的酿酒酵母,本来拥有16条染色体,但在科学家的设计和操作下,这16条染色体融合成了一条。尽管染色体的包装与三维结构都发现了大幅改变,但这种人造酵母的基因总量与野生型酵母几乎无异,功能表达也完全正常。这再次显示了,染色体排列组合的重要性被高估了。
当然,“父方亲代投资”只是解释人类隐藏排卵的一个假说。也有的学者认为,人类女性隐藏排卵是为了减少“杀婴事件”的发生。而这个假说,则可以从倭黑猩猩身上找到一些证据。事实上,除了人类以外,灵长类中的倭黑猩猩也会隐藏排卵期。只是,雌性倭黑猩猩隐藏排卵期的方式与人类刚好相反。它们不是不显示发情期特征,而是长时间地显示出发情期特征。
事实上,人类也发生过类似的染色体融合事件。科学家已经发现了,相对于猩猩,人类确实丢失了两条染色体。但这两条染色体上承载的基因,却没有丢失。那对丢失的染色体,其实是与另一对染色体融合在了一起——人类的第二大染色体,即2号染色体,就是由两条染色体组合而来的。早在20世纪90年代,研究人员就发现:黑猩猩的两条染色体的带型可以大致拼接成人类的2号染色体。
尽管婴儿的死亡对父方和母方来说都是一种打击,但这种打击对母方来说也更加致命。而在这场“繁殖竞赛”里,人类女性通过隐藏排卵期将父方锁在自己身边,才算扳回了一局。所以从某种程度上来说,这很可能促成了现今人类社会的一夫一妻制。
所以黑猩猩的这两条染色体也被称作2A和2B染色体。而按长度排序,黑猩猩的2A和2B则为第12号和第13号染色体。迈入21世纪,基因测序等技术的发展也给出了决定性的证据。通过细致的基因测序与对比,科学家发现人类2号染色体和黑猩猩未融合的染色体相匹配,证据确凿。别说对比,科学家甚至还能大致重构出人类2号染色体融合前的模样,以及它之后发生的变化。
具有重要意义的直立行走,使雌性的产道变得更窄了,因而很容易发生难产。于是在自然选择的压力下,人类婴儿几乎都成了“早产儿”,婴儿死亡率极高。所以,女性就不得不花更多的时间和精力照顾孩子。而在亚马孙雨林原始部落得到的结果是,死了父亲的婴儿的死亡率非常高。如果多了父方的照看,婴儿的存活率自然会大大提升。
这种染色体融合的现象,是非常常见的。染色体变异确实可能招致无法挽回的健康问题。而我们也几乎可以肯定,每一对染色体在减速分裂时都可能发生异常,多一条、少一条,缺一段、添一段的现象几乎每时每刻都在发生。但并非所有的染色体变异,都会带来严重后果。例如,若是染色体近端着丝粒发生易位,那么后代就有可能为健康个体。这种易位也叫作“罗伯逊易位”(Robertsoniantranslocation),分为平衡易位和不平衡易位。
但雌性失去发情期,变得随时随地可以交配怀孕,怎么防止其他雄性乘虚而入就成了大问题。也就是说,雄性需要一直守在雌性身边,才能确保孩子是自己亲生的。而有了雄性的陪伴,雌性也不再是独自抚养后代了,“父方亲代投资”加入。要知道相对其他哺乳类动物,人类婴儿并没有那么好养活。
其中的平衡易位,主要遗传物质并不会发生丢失。而绝大多数的罗伯逊易位都属于平衡易位,个体的智力和表现型都是正常的。在全人类中,大约有千分之一的人为罗伯逊易位携带者(杂合子),即便这些人只拥有45条染色体,但放在人堆里面根本看不出来区别。一般来说,罗伯逊平衡易位携带者,都是到了备孕时才会发现自己的与众不同。这与减数分裂有关,他们产生的配子中一般分为6种类型。其中,只有两种类型的配子,能与正常人的配子结合产生健康后代。所以,通常会有2/3类型的配子,会在怀孕过程中夭折,以孕妇的极早期流产告终。事实上,很多人就是因为习惯性流产,才被检查出是平衡易位携带者的。
除此之外,没有了发情期特征的指导,雄性还将面临一件更加苦恼的事情,那就是父系不确定。如果雌性有发情期,那么雄性只需在雌性发情期内与其交配,并在这一时期防止雌性与其他雄性交配即可。因为发情期一过,雌性就会主动拒绝一切雄性的求爱。
而他们产生的健康后代中,一般有50%的概率其染色体数与常人一样,也有50%的概率仍为罗伯逊易位携带者(拥有45条染色体)。这也要具体看易位发生在哪条染色体上,发生在21号和14号染色体中的罗伯逊易位,可能会产生的6种类型的配子与正常人的配子结合后有3种无法存活,1种会导致唐氏综合征,2种健康型中有1种仍为罗伯逊易位携带者。
女性隐藏排卵期,很可能是早期人类从一夫多妻制走向一夫一妻制的关键。“父方亲代投资”假说认为,母方隐藏排卵期能让父方承担起抚养后代的责任。如果雌性不再发出发情信号,那么雄性将无法检测到它们排卵的准确时期。也就是说,雄性也不知道雌性究竟是否成功受孕。而这也导致了雄性的繁殖策略有所改变,从原来与多个雌性交配,变成不得不和一个雌性多次交配。
那么,染色体能否成对丢失而不影响健康?在我国就曾报道过这么一个罕见的案例,那是一位只拥有44条染色体的奇男子。他的14号染色体和15号染色体就融合在了一起,属于罗伯逊易位的纯合子。但除了染色体数量不同外,他的生理指标都是完全正常的。这也意味着他的遗传物质总量是不变的,和普通人无异。
但今时不同往日了,人类社会基本已经走向了一夫一妻制。哪怕在原始狩猎、采集人群中,都有接近80%的家庭是属于一夫一妻制的。那么,我们是如何从首领独占老婆,发展到如今一夫一妻制的?
那他的44条染色体是怎么来的?
在猿群中,一般只有首领雄性才有与其他雌性交配的权力。而这种首领雄性,体格往往也是最强壮的,拥有着最庞大的“后宫”。这也是我们常说的一夫多妻制。雄性繁殖成功的关键是如何垄断更多雌性配偶,保证自己的繁殖地位。而进化早期的人类,也经历着同样的社会形态。
原来他的父母,都是罗伯逊易位携带者,他们之前的关系为表亲,所以该名男子是父母近亲婚配所生。事实上,该名男子的母亲也曾经历过多次自然流产,而他的家族也有很普遍的流产史。尽管染色体数目不同,但这名男子与正常人类是没有生殖隔离的。只是他们生育的后代将会重蹈祖父母的覆辙,成为拥有45条染色体的罗伯逊平衡易位携带者。
除此之外,在雌性悉心照料幼崽期间,雄性还可以继续找其他的雌性交配,为延续自己的基因疯狂“播种”。所以,在人类的猿类近亲中,我们可以看到无论是黑猩猩,还是大猩猩,雄性都会用武力抢夺配偶。
那要怎么克服这一问题?尽管机会渺茫,但只要他遇到同样拥有44条染色体的女孩,这一染色体的排列方式就能稳定遗传下去。而从理论上来说,这名男子只要找到同类婚配,就可能成为一个新的人类亚种了。
对于所有的4000多种哺乳动物以及200多种灵长目动物而言,受精和怀孕都是在雌性动物体内完成的。其中绝大多数小动物,刚出生甚至还没出生,就犹如“丧父”。雄性只提供了精子,什么都不用做就能获得一个携带自己基因的幼崽。而雌性除了漫长的怀胎之外,还需独自照料后代长大,耗费的精力是巨大的。
是不是很神奇?但这种混沌状态在现有物种中也很常见。例如,亚洲水牛就有两个亚种,河流水牛染色体数目为50条,沼泽水牛染色体则为48条。原因是沼泽水牛的1号染色体,为河流水牛的4号和9号染色体融合易位形成的。它们的遗传物质也是相互对应、兼容的,只是两个亚种的杂交后代拥有49条染色体,且生育能力低下。
在不考虑成本的情况下,动物都希望将自己的基因传播得尽可能广。而在理想的状态下,母方出卵子、父方出精子。这种一起合作,将双方基因延续下去的游戏本该是公平的。但自从雌性成了下蛋或产崽主力军的那一刻起,这场“基因延续竞赛”中雄性似乎就一直处于上风。因为我们可以在自然界中看到,许多物种本身都是不存在“父方亲代投资”的。
再放眼到整个动物界,现存所有生物的染色体数目差异都是巨大的,而这些物种都能追溯到同一个祖先。所以说,从整个演化史的尺度来看,染色体数目变多或变少就更平常了。这样看来,人类祖先从48条染色体变成46条染色体就再普通不过了。说到这,可能有人就会想入非非了。那人类和黑猩猩属于近亲,还只差两条染色体,能交配产生后代吗?
而这,还需要从漫长的两性之争说起。
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