人的双手就是生命进化史上,最牛逼的攻击性器官,没有之一。
即便是人的智慧和勇气,如果没有双手,那也没有任何的意义:
有了双手,在捕猎的时候,还能做一些其它快乐的事情:
以上都是老视频了,很多人都看过,接下来谈谈双手的进化过程。
让我们回到生命演化之初。
5.2 亿年前——在奇虾制霸下瑟瑟发抖的皮卡虫,构造简单接近文昌鱼。
仅仅是几厘米长的底栖头索动物,以浮游生物为生[1]。为了在水中呼吸,拥有几十上百个的鳃裂。
在早期泛节肢动物的制霸下,瑟瑟发抖。
5.1 亿年前——在不断被淘汰的过程中,活下来的祖先逐渐有了脊椎,以及一节一节的肌肉,化身成昆明鱼 / 海口鱼[2]。
无颌的嘴,只能吸食食物。
4.8 亿年前——随着进入奥陶纪后(4.8~4.4 亿年前),整个原始海洋都变成了一片修罗场。
我们首先为了生存,披上了一身铠甲,要么可能是类似于这样的棒槌摸样。
早期海洋的超级霸主——板足鲎(海蝎子)大约在 4.7 亿年前登场。
它们很快发展为庞大的家族,足足纵横了海洋上亿年,一直到泥盆纪才开始衰退[3]。
海蝎子凭借锋利的大型节肢,在原始海洋,可谓是所向披靡。
在如此残酷海洋里,弱小的早期脊椎动物简直就是行走的食物。
我们的祖先被大量捕食灭绝,最终那些偶然进化出骨质甲胄的才得以苟延残喘,并发展出了早期无颌鱼中比较繁荣的大家族——甲胄鱼。
虽然盔甲可以为它们提供保护,但它们的头也与躯甲完全连为一体,再加上过于笨重的身躯让它们行动缓慢,且没有颌反击,如果遇到能咬穿它们盔甲的掠食者,它们唯一能做的就是任之宰割。
4.4 亿年前——奥陶纪大灭绝,史前动物大洗牌。
但依旧还有着长到 1 米多长的秀山恐鲎,便对它们展开了无情的屠杀。
终于, 4.3 亿年前——初始全颌鱼点出了前所未有的金手指[4]。
下颌:
遗传学证据表明,下颌起源的最早时间,可上溯到奥陶纪晚期,也即 4.5 亿年前[5][6]。
颌出现过后,头部可以灵活转动,不仅它们的摄食能力变强了,有了反抗天敌的可能,而且还带动了身体各个方面的进化。
因为下颌的出现,咽腔缩小为管道,给大脑的发育提供了空间。随后长达数亿年,到人类时,大脑已经占据了身体最大的比率。
髓鞘:
摄食和运动能力的加强,令早期鱼类逐渐大型化,大脑也变得更加发达。
随着神经纤维的增长,为了保证神经信号的传输速度,促使了大脑高速信号通道——髓鞘的出现。
髓鞘使得神经传导速度从 1m/s 提升到 100m/s,与偶鳍一起,为他们带了前所未有的速度和敏捷提升。
以及偶鳍:
通过不断折叠鳍褶[7],我们的祖先进化出了完全的偶鳍,运动能力大大提升。
不仅能从天敌口中逃脱,还能更迅猛地捕食小型动物。
我们的上肢和下肢正是来源于它们的胸鳍和腹鳍。
偶鳍、髓鞘、下颌是如此重要,甚至当甲胄鱼进化为有颌、有完全偶鳍的盾皮鱼后,完成了彻底的逆袭,彻底主宰了志留纪和泥盆纪。
海蝎子开始衰落,出现可达 10 米的邓氏鱼称霸海洋。
4.2 亿年前,在巨型盾皮鱼的统治阴影下,小型有颌类卸掉了重甲,发展出了轻便的小型鳞甲。一支朝着适应海洋生活的方向发展,在原始软骨的基础上,优化速度和身体构造,发展成了软骨鱼。
另外一支,则在卸掉重甲的同时,强化骨骼,通过软骨内成骨,发展成了硬骨鱼。
硬骨鱼很快就分化出了辐鳍鱼和肉鳍鱼。
4 亿年前——梦幻鬼鱼,是最早的肉鳍鱼。
此时鱼类的脑神经已经变得越来越发达,中脑为主要的神经中枢。随着感官的细化,也有了 10 对脑神经,为后来神经系统的复杂演化奠定了基础:
辐鳍鱼通过适应流体力学,全方面适应水生生态位,要么速度快,要么敏捷高,要么再次提升鳞甲强度……最终发展成为今天最为繁荣的鱼类。
而我们祖先肉鳍鱼这一支,则苟出了前所未有的高度。
看着巨型盾皮鱼称霸海洋,无情撕碎鲨鱼祖先那小小的躯体,我们的祖先苟向了浅滩。
在与早期其它辐鳍鱼和肉鳍鱼竞争的过程中,它们直接苟进了淡水。
但他们万万没有想到的是,淡水肉鳍鱼大繁荣之后,竟然出现了超级卷王——根齿鱼。
这大表哥(相当于人类表亲)的体型竟然达到 6~7 米,完全就是淡水版的「邓氏鱼」。
惹不起,还躲不起吗?
那就直接苟上岸吧。
登陆本质上是一场向死而生的演化之旅。
从某种意义上来说,整个登陆过程,生理构造的每一次小小的改变,都是以累累尸骨作为前提的。
3.8 亿年前——肉鳍鱼,鱼鳍中出现中轴骨,鱼鳍变得更加强壮有力。
3.75 亿年前——提塔利克鱼开始进军陆地,鱼鳍中已出现骨骼。
鳃逐渐全部退化,进化出了新的呼吸器官肺,感知水流的鼻孔演化成了呼吸的通道。
3.74 亿年前——希望螈,鱼鳍上的鳍条退化,软骨内成骨逐渐进化成指骨,于是四肢出现了,与人类手指有对应关系。
泥盆纪后期灭绝事件,海洋节肢动物衰退,陆地节肢动物兴起。
3.67 亿年前——鱼石螈,四肢关节灵活,开始陆地活动,手指减小到 6~7 根。
时间到了 3.48 亿年前,出现了一种代表生物——彼得普斯螈[9]。
后趾 5 跟,前趾 6 跟,被认为是功能上的五趾动物。
从此以后,早期四足动物逐渐从多指型,发展为典型的五指型。
其它所有指型,全都在四足动物登陆后不久,全部灭绝了。
梦幻鬼鱼、斑鳞鱼、腔棘鱼(灭绝类群)、杨氏鱼、孔鳞鱼、肯氏鱼、真掌鳍鱼、潘氏鱼、提塔利克鱼、希望螈……
每一种灭绝的过渡类群,都是这场演化史上的一座座丰碑。
我们祖先活下来的这一支,最终不断从内到外改造身体,拥有了全新的心肺和四肢,指 / 趾头也最终演化成了五根的典型数目。
不过早期四足动物的五指型可能并不是单起源,而是多起源的。
现今的所有四足动物,都是由其中一支五指型发展而来的。
在水环境中,鱼类前进,主要面对水的阻力,优化身体的流体力学结构就可以了。但在登陆后,它们的身体和四肢,必须前所未有地抵抗重力。
因此,无论四肢、掌骨、还是趾骨,都随着陆地爬行产生的应力,发生全新的适应性变化。
在重力下,它们腕骨(前肢)和跗骨(后肢),发生了轴向前折。身体重量全部施加在腕骨和跗骨位置,造成骨骼发生重新排列。
手掌内部和外部两块小骨的内缩,使得指骨附着面积减少,最终造成了边缘指 / 趾骨的退化,手指数目自然便逐渐减少。
除了手指减少的第一演化压力,来自腕部的力量支撑需要外,更少的指骨也可以避免过多手指间不必要的竞争,可使手掌上附着的肌肉更加集中,使得双手变得更加灵活有力。因此,四足动物登陆后不久,便逐渐掌握了抓握和攀援能力,从而可以迅速辐射发展到各界各地复杂的生态位中去,遍及山川湖泊。
四足动物登陆后,开启了轰轰烈烈的征程。
然而,我们的祖先依旧是最苟的一支。
3.4 亿年前,两栖动物中的大型离片椎类,在石炭纪与巨型节肢动物争雄时,它们躲向了远离纷争的干旱大陆。
早期四足动物,先后演化出原脑皮层、古脑皮层、周围旧皮层,以及中间皮层。
3.18 亿年前——动物的卵里有了羊膜结构,分化出了蜥形纲与合弓纲。
现今的爬行类、鸟类,以及古生物学史上的恐龙,都源于蜥形纲;而合弓纲先发展出类哺乳动物,后发展出现代哺乳动物。
它们的端脑发达,成了大脑的主要结构,分为三层。不仅增大的纹状体,也令大脑体积越来越大,甚至第一次出现了新脑皮(新皮层),但此时的新皮层极其的原始。在后来的演化中,新皮层逐渐演化成了处理各类信息的中枢。
3.05 亿年前——雨林崩溃事件,森林分裂,哺乳动物祖先(类哺乳动物)迎来大发展。
3 亿年前——合弓纲繁荣,进化出盘龙类。
3 亿年前,当体型达到 3 米的副爬行动物和早期盘龙类动物,在大陆上踏响沉重步伐时,它们躲进了丛林里。
2.9 亿年前——似哺乳爬行动物繁荣,盘龙类进化出哺乳动物祖先兽孔类,水龙兽为代表。
2.75 亿年前——基龙和异齿龙出现,与类哺乳动物相伴。
我们祖先终于不甘寂寞,在掠食生态位上小小施展了拳脚。它们很有可能是一些小型楔齿龙类,虽然与堂哥大型楔齿龙类比不了,但或许是漫长苟生中的高光时刻。
2.51 亿年前——史上最惨烈的灭绝事件,二叠纪大灭绝。
2.5 亿年前——类哺乳动物衰退,仅剩小型种类。
2.35 亿年前——最早的恐龙出现,主龙时代开始。
恐龙和鸟类,大脑结构和变温爬行动物大同小异,为了适应飞翔,小脑变得更加发达,纹状体多了上纹状体(不过现在一般认为上纹状体与哺乳动物新皮层同源)。大脑主要结构依旧是三层的旧皮层,新皮层并未明显的发展。
鸟类大脑与人类大脑的对比关系:
以伪鳄类为代表的主龙类称霸时,我们的祖先,已经只有黄鼠狼等鼬科动物的身体大小,它们是一些小型犬齿兽动物。
类哺乳动物(合弓纲)这一支,下丘脑、海马体以及杏仁核则得到了充分发育,纹状体则朝着基底神经核方向演化。
现代哺乳动物的大脑,则是在类哺乳动物大脑的基础上发育而来的。
2.05 亿年前——著名的早期哺乳动物摩尔根兽出现。
2 亿年前——三叠纪末大灭绝。
1.95 亿年前——吴氏巨颅兽——最早的哺乳动物之一,出现比较发达的嗅觉和触觉,出现了比较发达的新皮层。
随着恐龙王朝逐渐进入极盛时期,我们祖先已经苟成只有 10 厘米左右的树栖夜行动物,类似鼩鼱的样子。
在后来长达 1 亿多年的时间里,我们祖先坚守苟字生存法则,甚至就连 6600 万年前恐龙灭绝后,哺乳动物开始辐射发展时,它们都一直苟在小型树栖生态位中。
1.7 亿年前——我们和袋鼠拥有共同的祖先。
1.48 亿年前——真兽下纲(包括胎盘类动物)和有袋动物分道扬镳。
1.35 亿年前——我们的祖先,有胎盘类哺乳动物攀援始祖兽出现了,但它们只有 25 克左右。
被子植物的出现,以及繁荣,形成丰富多样的现代丛林,也为哺乳动物的发展提供丰富的生态环境。
8500 万年前——劳亚兽总目和灵长总目分道扬镳。
6500 万年前——白垩纪大灭绝,恐龙终,最早似灵长类更猴出现。
6000 万年前——普尔加托里猴,酷似松鼠的早期灵长类。
它们此时的新皮层沟回应该还比较少,接近老鼠大脑的光滑度。
灵长总目这一支,从老鼠到猴子再到人类,大脑的整个演化过程,几乎就是新皮层更加复杂化的折叠过程:
4500 万年前——蒙古安氏中兽为代表的古食肉目称霸大陆。
最早的高级灵长动物中华曙猿出现,然而它们只有 50 克到 150 克之间。
其它哺物动物纷纷大型化,把手指演化得五花八门,占据不同生态位时,我们祖先依旧有着和 3 亿年前古老祖先十分相似的手指。
原始意味着不够特化,就有这无限的发展可能。
随着大灭绝事件后丛林生态的恢复,鸟类和蛇类崛起,随着生境压力增大,早期灵长类中的一支,身体开始迅速大型化。
经过 500 万年的时间,发展出了与猴类体型相当的最早旧世界猴——原上猿和埃及猿。
3500 万年前——埃及猿出现,旧世界猴(如猕猴)和新世界猴的共同祖先,食肉目(猫狗祖先)开始崛起。
虽然它们被称为猿,但却是猴和猿的共同祖先。
体型大型化后,为了增强抓握能力,它们的双手出现了一个看起来很不起眼,但却足以对人类演化起到决定作用的关键特征——
对生拇指。
旧世界猴以前的灵长类,拇指和其它四肢位于同一个方向,从旧世界猴开始大拇指发生了侧移,不仅与其它四肢相对,还出现了鞍状关节,使得大拇指更加的灵活,有了更大的运动幅度。
这样的手可以上下包裹树枝,不仅抓握更加牢固有力,而且对力量的精细控制也很有帮助。
这虽然是一个非常小的变化,但却为未来古猿和人科的崛起,埋下了巨大的伏笔。
2500 万年前——一支旧世界猴的 TBXT 基因发生了突变,导致尾巴丢失,演化成了古猿[10]。
没有了尾巴平衡身体和辅助抓握,它们攀援时,平衡和力量的控制都不得不集中在双手上,使得它们的手指发生了延长,尤其是大拇指。
哺乳动物的智力,一般通过脑化指数来评价。
即便排除人类,拥有对生拇指的旧世界猴,都是整个哺乳动物中智力最高的那一档。
可以发现,脑化指数也随着拇指长度的增加而增加。
1900 万年前——原康修尔猿,长臂猿与我们分道扬镳。
因为抓握能力的强化,智商比起其他灵长类得到了很大的提升。
1200 万年前——西瓦古猿,红毛猩猩与我们分道扬镳。
作为人类和红毛猩猩的共同祖先,已经能开始用简单的现成工具(木棍什么的)。
无论之后的森林古猿、腊玛古猿,其实都是在强化“抓握”这个金手指而已。
而这个金手指还有一个作用,就是促进了大脑的发育。
800 万年前——大猩猩与我们分道扬镳。
700 万年前——乍得沙赫人,是我们和黑猩猩的近亲。
乍得沙赫人,相对于今天的人类,拇指还很短。此时的类人猿一支保留了原来的大拇指,演化成为了今天的黑猩猩。
600 万年前——黑猩猩与我们分道扬镳。
黑猩猩的大脑与人类的大脑极其的相似,它们几乎相当于缩小版的人类大脑:
580 万年前——地猿与我们分道扬镳。
300 万年前——南方古猿,脑容量 500ml,把大拇指进化得更长了。
大拇指更长,更加灵活,更加富有抓握能力,所以南方古猿下地干活了(通常说法是,森林古猿走出丛林,进化为南方古猿)。
南方古猿是古猿发展为人的过程中,最后有着天敌的人科动物。
纵横南非的巴罗刀齿恐猫,曾是他们种群繁衍的主要威胁。
这些是被恐猫咬穿的南方古猿的头颅:
那人类又是如何逆境翻盘的?
当然是发展出我们双手的终极形态——
拥有致命投掷能力的最强攻击性器官。
对于我们现代人来说,投掷是一件非常轻松的事情。
轻松到,我们甚至会认为这是一件毫不起眼的事情。
人在投掷的时候,力量从腿到臀部,再到躯干、肩膀、肘部、手腕,每个关节都通过扭矩进行加速,在投掷出去的刹那,产生极高的角速度[11]。投掷时,人体的一系列动作,会把弹性势能储存在肩部。然后向上臂释放绝大部分的能量,驱动大臂肱骨内旋转,以贡献投掷时最大的速度。
然而,我们现代人习以为常的动作,却没有任何动物能够完成。
甚至包括小我们上 10 万个辈分的表弟物种——黑猩猩。
虽然黑猩猩也能投掷,但他们的肱骨与肘部之间的夹角较小,投掷动作非常粗糙,没有蓄力过程。无论力量还是精确度,都是远远不及人类的,成年雄性黑猩猩投掷速度仅仅只有 8 岁小孩的 1/2。
300 万年前的南方古猿,虽然有了更高耸、不耦合的腰部,投掷能力得到了强化。它们此时也只能捕食小型动物,对大型掠食者还是只能绕着走。
但这一切很快就发生了转变。
至少从 260 万年前,直立人开始起源时,就因为投掷能力增加,晋升为顶级掠食者,开始常规性吃肉。
200 万年前的典型直立人,盂肱关节逐渐移向外侧,胸大肌的屈曲力矩与扭转力矩,也对齐在了同一轴线上。
他们同时还发展出了宽肩膀,长腿,以及伸展的手腕。
这些生理特征,意味着他们已经完全掌握了高速投掷的能力。
在一次次制造石斧、长矛等工具的过程中,它们的双手也变得越来越灵活,为未来创造和使用各种非凡的工具和武器,打下了坚实的基础。
随着人类逐渐崛起,恐猫灭绝了。
那些活下来的顶级掠食者,体型不仅比第四纪的更小,哪怕听到人类婴儿的啼哭,都会远离人类聚集区。
可以说,在长期的演化过程中,它们身体内已经种下了对人类本能的恐惧。
为了能够驱动灵活双手,芯片必须再度升级(脑容量的提升)。
想想看,占据如此多处理资源的双手,不提升芯片怎么得行?
芯片提升,然后和语言方面(族群的发展,社交发展,有了语言的需求)又互相促进,芯片再度提升。
现代人脑容量 1500ml 左右,早期人种脑容量 700-1000ml 不等,而南方古猿的脑容量只有 450-530ml,猴子的脑容量低到 200ml。
仅仅从南方古猿到直立人,人类脑容量就膨胀 2 倍,到智人时,更是膨胀了 3 倍。
150 万年前——匠人。
120 万年前——先驱人。
60 万年前——罗德西亚人、海德堡人,或为智人和尼安德特人的远祖近亲。
此时人类脑容量已达甚至超过现代人水平的 1400ml。
25 万年前——智人祖先出现。
智人的演化,实际从 120 万年前就已经开始起源,在 40 万年前,才和尼安德特人的祖先分道扬镳。
16 万年前——长者智人(早期智人)。
7 万年前——走出非洲的现代人和尼安德特人发生过短暂的基因交流,所以除了非洲之外的现代人基因中,存在 1%-4%的尼安德特人基因。此时,智人族群也一度衰落到 2000 人口规模(甚至有预估更少)。
5 万年前——现代智人(晚期智人)。
演化出来的现代人,生存能力无异于是最强大的。
一些人种自己灭绝了,一些人种则被现代人消灭了。
人类拥有极强的战争属性,这或许是 100 多万年前,残酷的竞争已经铭刻到了基因之中。
我们作为胜利者,除了一部分是自然灭绝的外,极有可能还有很多人种,是被我们亲手埋葬(甚至吃掉)。
不仅仅尼安德特人,包括现代人种下的奥莫人、科罗马农人、山顶洞人、柳江人也悉数灭绝。
人类演化过程中的残酷,是无数现代人不可想象的。
然而人类的征程却还在继续……
今天,我们的双手,正在带领我们走向前沿未来和星辰大海。
人类祖先苟了 5 亿年,最终靠双手逆境翻盘,双手自然是最牛逼的攻击性器官之一。