进化如何赋予人类双手
2021-09-10琳达
琳达
花点时间关注一下你的手,这是值得的,因为它们是进化的奇迹。举起双手检查一下,打开又合上。用你的手指玩手指,用拇指触摸另外四个手指的指尖以及每一个关节。旋转手腕,应该可以轻松地把它转180度。把你的手握成拳头,将大拇指放在上面,施力于你的食指、中指和无名指。这是任何猿类都做不到的。
人类的手之所以如此特殊,不仅是因为它具有完全对生拇指所赋予的灵活性,还因为它具有非凡的感知和触摸能力。它几乎像一个独立的感觉器官一样运作。我们用它来感受微风和海水的温度。有了它的帮助,即使在黑暗中,我们也能把钥匙直接插进锁里。我们能用手指探测肉眼无法看到的不平整的表面。只要稍加练习,我们就可以用手指来分辨真丝和人造丝或者真皮和人造皮革,甚至闭着眼睛也可以。
我们的手指甚至可以代替眼睛来感知世界,荷兰古生物学家吉拉特·维尔梅杰可以证明这一点。他从三岁起就失明了,作为一名以研究海洋贻贝及其生态系统而闻名的专家,他从未见过化石。在野外,他感受到了贻贝的复杂形态结构以及它们所在的岩石。通过他的手指,他“看到”了许多视力正常的科学家忽视的细节。毫无疑问,我们的手是进化史上一个非凡的产物。
但是,像人手这样精密的工具是如何发展起来的呢?在人类进化的过程中,这种工具的重要性至少与我们直立行走相当。当然,用两只脚走路意味着不再需要用手来移动,它们可以做更多工作:运送食物或劳作、舀水、收集材料建造庇护所,或者一只手拿东西,另一只手操纵它们执行特定任务。
我们的祖先用手越熟练,他们就越成功,后代的成活率就越高。随着自然选择的发展,在手部结构上的有利适应逐渐盛行。我们的大脑和身体结构的发展步调一致。手部骨骼、肌腱、肌肉和神经之间的平衡不断得到完善,手部的触觉越来越敏感,大脑对手运动的监督也越来越精细。其结果是手成为了一个多面工具,帮助我们生产、狩猎、进食和交流。
我们可以将手的进化追溯到7000万年前灵长类祖先。灵长类动物手的发展可能始于生活在地面上,并逐渐征服了树冠作为他们的新家的祖先。那些能够抓住小物体的动物显然具有优势。
在很长一段时间里,科学家们认为早期的人属成员拥有在解剖学上与现代人的手很相似的手。这种想法可以追溯到20世纪60年代早期在非洲发现的一些壮观的化石。
1964年5月,灵长类动物研究员约翰·拉塞尔·纳皮尔、古人类学家菲利普·托拜厄斯和路易斯·李基一起报道说,在坦桑尼亚的奥杜威峡谷工作多年后,他们发现了包括许多手骨在内的遗体,以及第一个人类所制造的工具,这真是令人兴奋。“这些手骨与智人的手骨相似。”他们从各个碎片中,重建出了一只手,在手指的根部和突出的拇指处有特别有力的关节。当时,关于这只180万年前的人类的手的消息引起了人们的极大关注。
这些手部碎片是研究人员将发现的骨头归为一个身高不超过1.21米的早期人类的主要依据之一,他被称之为能人。這一说法至今仍有争议,因为在同一时间发现的一排牙齿与早期的南方古猿属人相匹配。无可争议的是手骨所体现的特殊性质,它清楚地表明了一只手的外观,并且具有相当长且相当灵活的拇指。
尽管围绕能人的争论不休,但其相对复杂的手形状与奥杜瓦伊峡谷中发现的类似时代的卵石工具非常吻合。无论能人是灵巧的早期人类还是灵巧的早期古人类,毫无疑问,近200万年前,奥杜瓦伊的居民用一只手拿着一块石头敲击另一块石头,制造出了一种具有锋利刃口的石器工具。这些峡谷居民的大脑大约只有我们人类的一半大小,他们手的潜能还没有被开发出来,但他们的手肯定不再是猿类的手了。
灵活的双手和简单的石刀使得峡谷居民在他们称之为家园——类似大草原的地方占据了一个新的生态位:腐肉食者的生态位。大量的大型哺乳动物在广阔的草原上吃草,它们经常成为大型猫科动物的捕食对象。这些食肉动物自食其力之后,通常会剩下有营养的肉,峡谷居民可以用锋利的石器很快地把肉从骨头上割下来——最好是在鬣狗或秃鹫到来之前。
在20世纪90年代初,两位美国考古学家凯西·希克和尼古拉斯·托特在东非大草原进行了实地测试,看看这种做法的效果如何。他们尝试用原始的石制工具切割和刮除数十具尸体上的肉,其中包括两头大象。他们写道:“我们很惊讶,一小片熔岩片穿过大约2.54厘米厚的钢铁般的灰色表皮,露出里面大量的红色大象肉。在突破这一关键的障碍之后,移除肉被证明是相当简单的,尽管这些动物巨大的骨骼和肌肉都具有非常坚韧、粗壮的肌腱和韧带。这是我们的石制工具成功应对的另一个挑战。”
当这些原始工具被现代人使用时,用它们来切肉显然是一件快速而简单的工作。将肉类添加到菜单中是人类进化的关键一步——在此之前,早期古人类很可能主要以植物为食。蛋白质摄入量的增加必然会使人整体上更健康。而且从长远来看,食用肉类有助于增大大脑的体积。在这个过程中,我们的手不仅用于吃饭、制作、投掷或战斗,还用于交流。
有迹象表明,手的进化对语言的发展有重要的影响。当然,这并没有直接的证据,但是你可以通过观察我们的近亲类人猿,或者观察小孩学习语言的过程间接推断出这一点。小孩在说出第一个词之前就会用手势来表达他们想要什么。
对人类来说,手势是表情的一个重要组成部分。它既先于讲话,也伴随讲话。手势能强调所说的话并传达情感。它可以表示拒绝或接受;它可以威胁,也可以表达情感,例如引发或表示同情。在聋哑人使用的手语中,手势几乎可以完全代替语言。许多科学家认为,手势和声音共同发展了数百万年,创造了越来越复杂的交流形式,它们相互支持,相互补充。
黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩和红毛猩猩也能通过手势进行交流——尽管它们能做的动作极其有限。英国科学家在2018年进行的一项现场研究记录了2000多个单独的观察结果,并记录了33种不同的手势。其中绝大多数是简单的命令,比如“给我那个”“过来”“给我梳梳毛”或“住手”,所有这些手势都可以启动或停止特定行为。研究人员发现,黑猩猩、大猩猩和红毛猩猩不仅会使用这些手势,而且它们的使用方式也相同。人类似乎也以类似的方式使用手势,但我们如何使用我们的手“说话”与社会环境和语言提示有更多的关系。
过去二十年来,莱比锡马克斯·普朗克研究所的迈克尔·托马塞洛和他的团队一直在寻找语言的起源。在许多实验中,他们将人类的行为与猿类的行为进行了比较,发現人类的手势远远超出了猿类能给出的简单命令。猿类会指出对它们有用的东西。人类的手势则通常有一个社交环境,它们表示了可能对他人有用的东西,或者表达了与环境相关的情绪和态度。
似乎这一切都指向手势始于以自身利益为中心的目的,后来,在人类成长的历程——很难确切地说何时——手势被添加到分享经验、意图、兴趣和规则中。托马塞洛相信,交流起源于早期人类开始用手指着东西向他人展示。例如,一个早期的古人类可能会指着一只正盘旋在刚被杀死的动物尸体上空的秃鹫。
起初,指向手势可以帮助协调集体活动,比如打猎或照顾儿童等公共活动。后来,它们演变成更复杂的概念符号,如拍打翅膀的动作表示一只鸟在飞翔。根据托马塞洛的说法,声音被添加到手势语言中,以增强和扩展这种手势语言。这与美国心理语言学家大卫·麦克尼尔的观点相一致。麦克尼尔认为,手势基本上是通过动作对思想或心理意象的转化。手势语言是语言进化的必要组成部分,也是我们今天所知道的交流的一部分。