導(dǎo)讀:所以大家要清楚,大腦進(jìn)化不是一蹴而就的。是一個(gè)漫長(zhǎng)的調(diào)整過程,與人類的環(huán)境和發(fā)展需要息息相關(guān)。腦容量進(jìn)化的變化,就像一條曲線,先是迅速上升,然后趨于平衡,然后稍微慢慢下滑收縮。大腦會(huì)向著更有效率,更輕巧的方向發(fā)展。
荷蘭神經(jīng)學(xué)研究人員米歇爾·霍夫曼在其研究中指出,高能耗是阻止大腦增長(zhǎng)的一個(gè)原因,雖然大腦的重量只相當(dāng)于人體重量的2%,但要消耗肌體能量的25%,使用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他任何器官。如果大腦繼續(xù)生長(zhǎng),就會(huì)從其他重要器官奪走更多的能量和養(yǎng)分,令人類的生存能力受到威脅。
所以在過去2萬(wàn)年間,人類男性的平均腦容量已從1500立方厘米下降至1350立方厘米,足足減少了一個(gè)網(wǎng)球那么大的體積,而女性腦容量也在以相同的比例減小。事實(shí)上,人類并沒有變笨,大腦正向著“更小的空間,更高效的工作”進(jìn)化,畢竟誰(shuí)都不想像外星人一樣頂著個(gè)大腦袋。
大腦尺寸會(huì)影響智商這個(gè)觀點(diǎn)的核心就在于這些神經(jīng)細(xì)胞。辛辛那提大學(xué)醫(yī)學(xué)院的金·迪特里希教授(Kim Dietrich)發(fā)現(xiàn)當(dāng)5、6歲的兒童接觸到鉛后(往往是帶有鉛涂料的玩具),神經(jīng)細(xì)胞會(huì)受到損傷。相應(yīng)地,當(dāng)這些兒童成年后,大腦前葉的灰質(zhì)(神經(jīng)細(xì)胞富集區(qū))體積會(huì)有明顯的減小 。這項(xiàng)研究雖不能證明大腦尺寸小就一定會(huì)減少神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)量(并因此影響人的認(rèn)知能力),但至少告訴我們大腦尺寸偏小可能是神經(jīng)細(xì)胞受損后的結(jié)果。
其實(shí)也不難理解。大腦是一個(gè)意識(shí)的載體,如果連載體都沒有,或者有缺陷,意識(shí)如何存在。比如螞蟻,比如蟲子。它們其實(shí)談不上有多少腦容量。大腦賴以產(chǎn)生意識(shí)的物質(zhì)不存在,怎么能是高級(jí)動(dòng)物呢。所以腦容量多,不一定聰明。但腦容量一定是硬件指標(biāo)。就好比,一臺(tái)電腦,它的質(zhì)量好,硬件好,通常意義下就是運(yùn)行快??墒蔷€路出現(xiàn)問題,硬件好也不管用。比如說母體中發(fā)育不良,導(dǎo)致出生后腦癱。這樣的人其實(shí)腦容量和正常人沒有大區(qū)別,但是大腦結(jié)構(gòu)或者組成大腦的神經(jīng)元,或者成分一定有所不同。才導(dǎo)致智力和健康上的差別。
所以大家要清楚,大腦進(jìn)化不是一蹴而就的。是一個(gè)漫長(zhǎng)的調(diào)整過程,與人類的環(huán)境和發(fā)展需要息息相關(guān)。腦容量進(jìn)化的變化,就像一條曲線,先是迅速上升,然后趨于平衡,然后稍微慢慢下滑收縮。大腦會(huì)向著更有效率,更輕巧的方向發(fā)展。
2、從分類上來說,五界系統(tǒng):原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、動(dòng)物界。
動(dòng)物界大腦活動(dòng)更復(fù)雜,進(jìn)化更好。而動(dòng)物界又可分為無(wú)脊椎動(dòng)物物和脊索動(dòng)物兩類。脊椎動(dòng)物亞門包括圓口綱、魚綱、鳥綱、爬行綱、兩棲綱、哺乳綱。而哺乳綱的大腦要強(qiáng)于其他的。
接下來我們說說生命的起源和腦進(jìn)化。
關(guān)于地球生命的起源,多很多種說法。我更贊同米勒的實(shí)驗(yàn)。米勒認(rèn)為生命起源于水中。所以關(guān)于大腦的進(jìn)化,也需要從海洋或湖泊中說起。原始地球形成于46億年前,那時(shí)的地球溫度極高,原始大氣中沒有氧氣(O2)及臭氧層(ozone layer, O3),大氣的主要成分是氨(NH3)、氫(H2)、甲烷(CH4)和水蒸氣等,紫外線(UV)、閃電、宇宙射線可以直接作用于原始大氣中的各種氣體成分。
探討生命的起源,應(yīng)當(dāng)追溯到與生命有關(guān)的元素及化學(xué)分子。在上世紀(jì)20年代,前蘇聯(lián)科學(xué)家奧巴林在《生命起源》中指出,原始大氣中無(wú)游離氧的還原性大氣在短波紫外線等的作用下能生成簡(jiǎn)單有機(jī)物,簡(jiǎn)單有機(jī)物可進(jìn)一步生成復(fù)雜有機(jī)物,并且在原始海洋中形成多分子聚合體,后者經(jīng)過長(zhǎng)期的演變和自然選擇,最終出現(xiàn)原始生命。這種觀點(diǎn)被稱為“化學(xué)起源論”。
為了驗(yàn)證“化學(xué)起源論”,1953年,由美國(guó)芝加哥大學(xué)研究生米勒(S. L. Miller)在其導(dǎo)師尤利(H. C. Urey)指導(dǎo)下進(jìn)行了一個(gè)實(shí)驗(yàn),這也就是后來著名的“米勒實(shí)驗(yàn)”
他將一組玻璃燒瓶連接成一套密閉裝置,并將裝置內(nèi)的空氣抽出,通入經(jīng)過滅菌處理的甲烷(CH4)、氨(NH3)、氫氣(H2)來模擬原始地球的大氣,通過利用酒精燈加熱煮沸水來模擬原始地球的海洋,又利用電弧連續(xù)進(jìn)行火花放電來模擬太陽(yáng)的紫外輻射和閃電。一周后,他發(fā)現(xiàn)原來無(wú)色的液體變成了渾濁的深紅色,顯然,瓶?jī)?nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了復(fù)雜化合物。
通過分析,米勒發(fā)現(xiàn)這些化合物中含有大約20有機(jī)物,其中有11種是氨基酸。在這11種氨基酸中,其中有四種是天然蛋白質(zhì)中所含有的最簡(jiǎn)單的幾種氨基酸,分別是:甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸。
米勒的實(shí)驗(yàn)證實(shí):生命起源的第一步,即從無(wú)機(jī)物形成有機(jī)小分子物質(zhì),在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的。后來,科學(xué)家們受米勒實(shí)驗(yàn)的啟發(fā),通過實(shí)驗(yàn)室模擬的方法合成了多肽和核苷酸等生物大分子。如此看來,生命很可能是化學(xué)反應(yīng)中一些高概率變化的必然產(chǎn)物,似乎說明原始地球上生命的形成是不可避免的。 還有一種理論認(rèn)為生命的形成與月球有很大關(guān)系。月球在一定程度上塑造了地球,減緩了地球的自轉(zhuǎn)。同時(shí)月球自轉(zhuǎn)加快。這有利于地球環(huán)境的改變和穩(wěn)點(diǎn)。尤其是潮汐現(xiàn)象,對(duì)于生命的出現(xiàn),也有幫助。大家可以去了解一下。
首先最初的大腦只是海洋生物中一組可以傳導(dǎo)電流的細(xì)胞。這個(gè)細(xì)胞的出現(xiàn)尤為珍貴。下面的圖片截圖來自視頻網(wǎng)絡(luò),并不高清。但事實(shí)上人類也無(wú)法還原最初的人類細(xì)胞了。大家充分發(fā)揮自己想象,去找尋自己。
然后經(jīng)過長(zhǎng)期的發(fā)展,演化,這類可傳導(dǎo)電流的管子發(fā)展成雛形腦子。
而真正意義上的大腦此時(shí)并沒有出現(xiàn),經(jīng)過漫長(zhǎng)的演化和發(fā)展,真正意義上的腦子最終出現(xiàn)了。他出現(xiàn)在一條魚上或者別的水生生命體中。
這就是人類大腦的雛形。這也是大腦極具發(fā)展的初始。由此大腦進(jìn)化,進(jìn)入海洋高速發(fā)展時(shí)代。細(xì)胞結(jié)構(gòu)也在這時(shí)劇烈改變,神經(jīng)分支形成。神經(jīng)周圍形成很多獨(dú)立的鞘。
滄海桑田,地勢(shì)的變化,環(huán)境的變化,最終使得一些水中生命體,不得已走到陸上。爬行,站立,大腦進(jìn)化進(jìn)入陸地高速發(fā)展時(shí)代。恐龍也就在這個(gè)時(shí)候慢慢形成。

恐龍也是這樣的腦子。還是為了適應(yīng)環(huán)境變化,為了生存,經(jīng)過更長(zhǎng)的時(shí)間,哺乳動(dòng)物誕生了。他們的大腦得到進(jìn)一步發(fā)展,能更好的適應(yīng)環(huán)境。
而最完美的大腦,是一種被稱為人類的動(dòng)物的大腦。那就是我們自己的大腦。擁有皮質(zhì),溝壑縱橫,神經(jīng)元彼此相連,構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。
至此,大腦的進(jìn)化并沒有停止。因?yàn)樯€在繼續(xù),生命還在發(fā)展。環(huán)境依然在變,所以我們的大腦依然在進(jìn)化中?!緢D片來源于探索發(fā)現(xiàn)《大腦進(jìn)化》的視頻中。】
人的大腦表面有很多往下凹的溝(裂),溝(裂)之間有隆起的回,因而大大增加了大腦皮層的面積。人的大腦皮層最為發(fā)達(dá),是思維的器官,主導(dǎo)機(jī)體內(nèi)一切活動(dòng)過程,并調(diào)節(jié)機(jī)體與周圍環(huán)境的平衡,所以大腦皮層是高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。大腦(brain)包括端腦和間腦,端腦包括左右大腦半球。
端腦是脊椎動(dòng)物腦的高級(jí)神經(jīng)系統(tǒng)的主要部分,由左右兩半球組成,是人類為腦的最大部分,是控制運(yùn)動(dòng)、產(chǎn)生感覺及實(shí)現(xiàn)高級(jí)腦功能的高級(jí)神經(jīng)中樞。脊椎動(dòng)物的端腦在胚胎時(shí)是神經(jīng)管頭端薄壁的膨起部分,以后發(fā)展成大腦兩半球,主要包括大腦皮質(zhì)、大腦髓質(zhì)和基底核等三個(gè)部分。大腦皮質(zhì)是被覆在端腦表面的灰質(zhì)、主要由神經(jīng)元的胞體構(gòu)成。皮質(zhì)的深部由神經(jīng)纖維形成的髓質(zhì)或白質(zhì)構(gòu)成。髓質(zhì)中又有灰質(zhì)團(tuán)塊即基底核,紋狀體是其中的主要部分。

端腦由約140億個(gè)細(xì)胞構(gòu)成,重約1400克,大腦皮層厚度約為2-3毫米,總面積約為2200平方厘米,據(jù)估計(jì)腦細(xì)胞每天要死亡約10萬(wàn)個(gè)(越不用腦,腦細(xì)胞死亡越多)。人腦中的主要成分是血液,血液占到80%,大腦雖只占人體體重的2%,但耗氧量達(dá)全身耗氧量的25%,血流量占心臟輸出血量的15%,一天內(nèi)流經(jīng)腦的血液為2000升。腦消耗的能量若用電功率表示大約相當(dāng)于25瓦。
當(dāng)大腦的結(jié)構(gòu)越發(fā)復(fù)雜時(shí),就需要采取特殊的策略專門化:某種機(jī)制具備專門制定策略的功能。大腦無(wú)疑是這類生理機(jī)制,它已促使我們得到一定程度的使世界與自我統(tǒng)一的力量。從無(wú)意識(shí)的適應(yīng)自然到有意識(shí)的改變自然的轉(zhuǎn)變。在這里總結(jié)一下,生命體大腦的進(jìn)化,絕對(duì)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。在對(duì)稱破缺機(jī)制影響下細(xì)胞進(jìn)行不對(duì)稱發(fā)展和進(jìn)化,是我們可以發(fā)展出發(fā)達(dá)的大腦的前提。
現(xiàn)代觀點(diǎn)認(rèn)為地球上的生命,進(jìn)化過程是這樣的:從最原始的無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)化為有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的原核生物,從原核生物進(jìn)化為真核單細(xì)胞生物,然后按照不同方向發(fā)展,出現(xiàn)了真菌界、植物界和動(dòng)物界。

植物界從藻類到裸蕨植物再到蕨類植物、裸子植物,最后出現(xiàn)了被子植物。
動(dòng)物界從原始鞭毛蟲到多細(xì)胞動(dòng)物,從原始多細(xì)胞動(dòng)物到出現(xiàn)脊索動(dòng)物,進(jìn)而演化出高等脊索動(dòng)物──脊椎動(dòng)物。脊椎動(dòng)物中的魚類又演化到兩棲類再到爬行類,從中分化出哺乳類和鳥類,哺乳類中的一支進(jìn)一步發(fā)展為高等智慧生物,猿類。這就是人的雛形。

而關(guān)于進(jìn)化方式,一般也認(rèn)為有兩種:漸進(jìn)式和爆發(fā)式。
漸進(jìn)式形成,即由一個(gè)種逐漸演變?yōu)榱硪粋€(gè)或多個(gè)新種;另一種是爆發(fā)式形成,如多倍化種形成,這種方式在有性生殖的動(dòng)物中很少發(fā)生,但在植物的進(jìn)化中卻相當(dāng)普遍。
世界上約有一半左右的植物種是通過染色體數(shù)目的突然改變而產(chǎn)生的多倍體。物類形成(大進(jìn)化)常常表現(xiàn)為爆發(fā)式的進(jìn)化過程(如寒武紀(jì)大爆發(fā)),從而使舊的類型和類群被迅速發(fā)展起來的新生的類型和類群所替代。
自然界的生物,通過激烈的生存斗爭(zhēng),適應(yīng)者生存下來,不適應(yīng)者被淘汰掉,這就是自然選擇。漸進(jìn)進(jìn)化是達(dá)爾文進(jìn)化論的一個(gè)基本概念,達(dá)爾文認(rèn)為,在生存斗爭(zhēng)中,由適應(yīng)的變異逐漸積累就會(huì)發(fā)展為顯著的變異而導(dǎo)致新種的形成。因?yàn)椤白匀贿x擇只能通過累積輕微的、連續(xù)的、有益的變異而發(fā)生作用,所以不能產(chǎn)生巨大的或突然的變化,它只能通過短且慢的步驟發(fā)生作用”。
現(xiàn)代進(jìn)化論堅(jiān)持達(dá)爾文的漸變論思想和自然選擇的創(chuàng)造性作用,強(qiáng)調(diào)進(jìn)化是群體在長(zhǎng)時(shí)期的遺傳上的變化,認(rèn)為通過突變(基因突變和染色體畸變)或遺傳重組、選擇、漂變、遷移和隔離等因素的作用,整個(gè)群體的基因組成就會(huì)發(fā)生變化,造成生殖隔離,演變?yōu)椴煌锓N。
爆發(fā)式進(jìn)化,是對(duì)化石的研究發(fā)現(xiàn)。在進(jìn)化史上,相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)處于進(jìn)化較為沉寂的時(shí)期,新種的化石很少;有時(shí)大量的物種化石集中出現(xiàn)在較短的地質(zhì)年代,如寒武紀(jì)大爆發(fā)。

寒武紀(jì)是古生代的第一個(gè)紀(jì)。研究證據(jù)表明,寒武紀(jì)大約是從距今5.44億年前至距今5.05億年前。地球上最早的生命大約是在距今38億年前出現(xiàn)的。在從38億年前到6億年前這長(zhǎng)達(dá)32億年的時(shí)間里,生物進(jìn)化的速率是十分緩慢的。
最早的原核生物可能出現(xiàn)在35億年前。最早的真核生物可能出現(xiàn)在20億年前,從那時(shí)直至距今6億年前,地球上的生物幾乎都是單細(xì)胞生物。從寒武紀(jì)開始,地球上突然出現(xiàn)種類繁多的多細(xì)胞動(dòng)物,人們稱這種現(xiàn)象為“寒武紀(jì)大爆發(fā)”,也叫“寒武紀(jì)大爆炸”。
該學(xué)說認(rèn)為化石的不連續(xù)性是歷史的真實(shí)反映,這正說明生物的進(jìn)化是不連續(xù)的,新物種是短時(shí)間內(nèi)迅速出現(xiàn)的,然后是長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)化停滯,直到另一次快速的物種形成出現(xiàn)。

生物的進(jìn)化既包含有緩慢的漸進(jìn),也包含有急劇的躍進(jìn);既是連續(xù)的,又是間斷的。整個(gè)進(jìn)化過程表現(xiàn)為漸進(jìn)與躍進(jìn)、連續(xù)與間斷的辯證統(tǒng)一。
我們現(xiàn)在只能追溯過去的殘留,來推斷生命的進(jìn)化,大腦的進(jìn)化。想想這個(gè)過程,是那么枯燥,那么漫長(zhǎng),再摸摸你自己,你就應(yīng)該由衷的自豪,因?yàn)槟闶沁@個(gè)地球上最成功的生命!

摘自獨(dú)立學(xué)者,科普作家,國(guó)學(xué)起名師靈遁者心理學(xué)科普書籍《探索生命》