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与自我意识有关的基因在尼安德特人中并不常见


尼安德特人群居画像。图片来源:wikipedia
我们的创造能力也许能解释,为什么我们能在过去4万年里生存和延续,而尼安德特人却没能幸存下来。与此同时,现代人类身上的突出特质也为这一问题提供了解答:为什么我们能在火星上操纵直升机,而黑猩猩却只能使用最基本的工具。
我们的基因组中带有尼安德特人遗留的痕迹,这是祖先杂交留下的遗产。但一些专家认为,总的来说,智人更敏锐的创造能力把我们的人类表亲推下了灭绝的悬崖。在没有任何存活的尼安德特人可供问询的情况下,我们只能结合基因分析与考古记录的线索来填补这一持久之谜的空白。
2019年发表的研究结果将创造性思维所需的学习和记忆能力与三个大脑网络联系了起来。这些网络支配着我们的情绪反应、自我控制和自我意识,并且与这些研究中确定的972个基因有关。目前,这一研究小组在黑猩猩、尼安德特人和现代人中比较了上述基因。他们发现,在这三个物种之中,有关情绪反应的基因存在重叠,而支配自我控制和自我意识的基因序列存在较大差异。在4月21日发表于《分子精神病学》上的一篇论文中,华盛顿大学圣路易斯分校的精神病学家和遗传学家C.Robert Cloninger和他的同事发现,现代人类还拥有其他两个物种所缺失的267个基因。这些序列中的绝大部分都是负责调控自我意识网络中的基因。
研究人员说,这种定义和识别“自我”的严密监管能力有助于提高创造的灵活性,使得人类能够适应最艰难的环境。他们猜测,32万到20万年前,非洲非常荒凉的一段气候时期推动了这些适应性的产生。在某种程度上,由于自我意识的存在,我们可以召集自传式的记忆,让我们通过心灵旅行去到过去和未来,并根据知识基础,制定创新计划,做出新的预测。清醒地知道“我是谁”,能够让我们有能力将自己和他人区分开来,并设身处地地为他人着想。总而言之,自我意识使得我们的思维更具有创造性。
Cloninger说:“我们现在所看到的是,在生态压力下,种群之中会出现这样的转变:即通过更好的交流和相互认同的能力,依靠创造力互相照顾。”由此产生的社会支持网络可能提高了种群应对伤害和疾病的适应力,使智人更有能力通过创新摆脱严峻的气候环境,存活得更久。他还说,这些特征可能是一些人所认为的现代性的基础,包括叙事性艺术、社会导向行为、与陌生人进行互动以及健康长寿。
在这项新的研究中,Cloninger和他的同事考察了他们在现代人类中发现的与三个大脑网络相关联的972个基因序列。当研究人员测量有多少基因属于各个物种时,他们发现在那些有关于自我意识的部分差异最大,自我控制部分的差异居中,情绪反应方面的差异则很小。

尼安德特人和现代人类的颅骨差异。图片来源:wikipedia
黑猩猩和尼安德特人之间的差异最小,特别是在控制情绪反应网络的基因上。除去智人中有关情绪反应网络特有的54个基因,这三个物种共享的与情绪反应有关的基因比例达到72%,这说明了,不同类人猿物种在情绪方面有一些相同之处。
在与自我控制和自我意识有关的基因数量上,尼安德特人恰好介于人类和黑猩猩之间。与黑猩猩相比,他们有更多与自我控制有关的基因,占比分别为32%(尼安德特人)和25%(黑猩猩)。这可能跟我们和我们最亲近的表亲在感情表达上的差异有关。尼安德特人相比黑猩猩也有更多支配给自我意识的基因,占比为38%对33%。当作者排除了黑猩猩中有关人类个性的基因后,再比较两个人属物种时,他们发现智人独有67%与自我意识有关的基因,还有63%的基因与自我控制有关,59%与情绪反应性有关。
现代人类总共有267个独特的基因。在这些基因中,超过90%的基因用于提高或降低蛋白质的产量,这其中大部分蛋白都在自我意识相关网络中,就像是进化驱使这个网络增加了许多精密调节的旋钮,使其能够进行精细的校准。

基因组学研究。图片来源:pixabay
研究人员在研究论文中写道,这些发现为以下观点提供了支持:解剖学定义的现代人所具有的更高创造力,很可能是在非洲较大的气候压力下进化产生的,这使得他们在与尼安德特人相遇时脱颖而出。Cloninger说,他和一些包括人类学家在内的合作者认为,“当智人离开东非时,他们已经具备了创造力、长寿以及社区意识,这使得他们具有取代其他人种的优势。”
这些结果也可能意味着,这些适应性的出现比一些专家所预测的更早。新墨西哥大学人类学教授Osbjorn Pearson称这些发现 “非常吸引人”,但同时也说到,他本来以为人类和尼安德特人之间的差异会更小。
Pearson说,古人类这一族群大约在600万年前从黑猩猩中分离出来,又在50万年前从尼安德特人中分离出来。他指出,从时间范围来看,尼安德特人和我们之间的差别仅仅是黑猩猩和我们之间的十二分之一,“然而,大部分塑造现代人类决定性特征的进化,似乎都发生在与尼安德特人分离之后。”这些结果表明,这些变化是井喷式的,而非缓慢累积式的。
德克萨斯大学奥斯汀分校综合生物学和统计学及数据科学领域的助理教授Vagheesh Narasimhan说,还存在这样一个疑惑:如果研究人员提取尼安德特人的基因集而不是现代人类的基因集作为比对的起点,那么进行反向分析会得到什么结果?“我们很有可能会得到另一组基因司职尼安德特人的认知特征,而在人类中却没有,”他说道。
如果有可能将尼安德特人的行为与基因联系起来,就像研究人员对人类行为所做的那样,“你可能会发现,尼安德特人有一组特殊的基因,是在人类和黑猩猩身上不存在的,” 他说道。文章的作者也承认这个问题是其研究中的局限,他们写道,不能排除尼安德特人也可能有独特的基因来驱动他们的认知能力。
尽管智人和尼安德特人有显著的不同,但尼安德特人“仍旧是伟大的。他们是人类,不仅有足够大的大脑,还有较强的适应能力”,Cloninger转而用现在时态说道。“我一直对尼安德特人所展现的能力印象深刻。”
他和他的合著者们也说到,为了避免尼安德特人的命运,现代人类应该更有意识地利用创造力和合作带来的优势,这也是进化过程赋予我们大脑的财富。促使智人的创造力出现的似乎是具有挑战性的生态条件,而“我们现在正面临着相似的挑战”。 Cloninger说:“如果我们以前成功过,那么现在我们仍会成功。”
撰文: Emily Willingham博士,科学作家。
翻译:张楚
审校:郭晓 
引进来源:科学美国人
本文来自:中国数字科技馆
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