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灵长类的脑这么大,一开始是为了增强视力?
发布时间:2016-12-29来源:环球科学 作者:钱柜娱乐官网阅读量:
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本文摘要:与其他哺乳动物相比,现存灵长类动物大脑相对于体重更大,科学家一直在探索其中的原因。
对古代猕猴桃大小的灵长类动物头骨进行虚拟大脑重建,可以帮助解决最有趣的进化谜团:现代灵长类动物大脑是如何变成现在这么大的?对猕猴桃大小的灵长类头骨进行虚拟大脑重建,可以帮助解决最有趣的进化谜团:现代灵长类动物大脑是如何变成现在这么大的?

弗罗里达大学古生物学家在保存完好的 adapiforms(兔猴型下目)中了一些线索。adapiforms 是约5000万年前穿梭于怀俄明热带雨林中类似狐猴的灵长类动物。作为原始灵长类动物与高级灵长类动物间的衔接,他们的头骨化石是用来研究最早的现代灵长类动物祖先神经解剖学的最好材料。但唯一的难题是:脆弱的头骨化石的脑腔中全是岩石与尘土。

阿丽安娜·哈林顿曾是弗罗里达大学的本科生,随后在弗罗里达自然博物馆读了研究生。她应用 CT 技术,创建了第一个早期灵长类动物的虚拟 3D 大脑模型。她现在哈林顿在杜克大学攻读博士学位,她表示,八个重建的虚拟解剖大脑是目前单个研究中创建模型数目最多的,它们展示了先于大脑变大前的进化大爆发:视力增强,神经功能变得复杂。研究细节已在线发表在杂志《人类进化》(Journal of Human Evolution,论文信息见文末)上。

作为该研究的主要作者,哈林顿说:“可能就是这些早期的专门功能的进化,使得后来的灵长类动物大脑能够进行扩张。重要的是,我们在灵长类动物大脑中发现的进化模式可以帮助我们更好地理解人类大脑的早期进化。”

至于灵长类动物大脑是否一直相对身体而言较大,还是后来才变大的,家们一直争论不休。这项新发现同先前南方古猿阿法种(Australopithecus afarensis)和Victoriapithecus macinnesi 的颅腔研究结果一致,Australopithecus afarensis 和 Victoriapithecus macinnesi 分别是已知的最古老的原始人类和早期旧猴,这些发现共同证明了大脑尺寸随原始人类和猴大脑功能的专业化而变大。

Adapiforms 与人类并无直接的进化联系,它们进化于约 6500 万年前,最早的灵长类祖先更猴目之后。哈林顿和同事们创建了 Adapiforms 三个不同的虚拟颅腔模型,这三个物种分别是来自怀俄明始新世中期布拉杰组(Bridger formation)的 Notharctus tenebrosus 和 Smilodectes gracilis,以及被称为 Adapis parisiensis 的始新世晚期的标本。

Adapiforms头骨与更早的 plesiadapiforms 头骨间有几方面的不同,包括眼睛更加直视前方。借助于新建的虚拟颅腔模型,科学家得以更加仔细地观察颅腔解剖特点。结果发现,和现代灵长类动物大脑更相似,adapiforms 相对没那么重视气味,而相对大脑尺寸更接近于 plesiadapiforms,该研究共同作者,弗罗里达博物馆古脊椎动物分馆长乔纳森·布洛赫介绍。

“虽然人类和其它灵长类动物确实拥有非常大的大脑,而其大脑进化只是我们研究的开始,”布洛赫说,“正如我们的研究显示,最早的灵长类动物大脑实际上相对较小。所以他们并不是一开始就有硕大的大脑并维持至今。”

现代灵长类动物视觉特别发达。早期 plesiadapiforms 与 adapiforms 的最大不同之一是后者大脑中负责嗅觉的区域,即嗅觉神经中枢,更小,而负责视觉的区域似乎更大。哈林顿表示。

“这似乎意味着他们开始更加依赖于视觉而不是嗅觉”,哈林顿继续说,“科学家们推测视觉可能会帮助早期灵长类动物在错综复杂的树栖森林系统中生存。”

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