为什么只有人类进化出高度发达的大脑？ 第1页

大脑的演化就是一部波澜壮阔的史诗。

你这颗头颅有多发达，祖先就有多辛酸。

5.4亿年前，当我们的祖先还是冠状皱囊动物这种原始后口动物时。

节肢动物在链状神经系统的基础上，率先发展出了较为复杂的大脑。

不仅缔造了寒武纪泛甲壳类动物的繁荣，也诞生了海洋的第一任霸主——奇虾。

作为节肢动物，相对于环节动物（蚯蚓等）的链状神经系统，奇虾头部的3对神经节，愈合成了前脑、中脑，以及后脑。

• 早先研究以为奇虾是叶足动物，后来发现它与真节肢动物的关系更近。
• 发达的前脑控制着奇虾的行为，以及一对发达的眼睛。它们的眼睛已经非常接近现代昆虫的复眼，单个眼睛拥有16000个晶状体，比苍蝇的5倍还多一些。

非凡的视力，助力它们俯视一切猎物。

• 中脑掌管奇虾的触觉，两根触角上布满了倒钩。
• 后脑发出的神经控制着下唇和消化管。

寒武纪时期节肢动物的神经系统，和现代甲壳类动物只是大同小异：

虽然后来的研究证明奇虾的猎物可能并不是三叶虫，但他们吃的微生物，以及泥里的虫状生物，可能正是我们的远祖近亲。

节肢动物空前发达的大脑，相对于前寒武纪的生物，无异于降维打击。

前寒武纪时代的大量水母类生物，仅仅只是网状神经系统，甚至连大脑都没有。刺激某一个点，全身都会出现神经反射。

随着神经系统的集中，扁形虫有了中枢神经，出现了原始大脑，但仅仅只有两根神经索。具有的眼点，也只有最基本的感光能力。

虽然环节动物率先有了链状神经系统，但相比节肢动物也原始很多，没有足够发达的运动器官和眼睛。

演化出节肢动物时，发达的大脑才足以支持足够发达的运动器官和感觉器官。

人类的远祖冠状皱囊动物，神经系统应该比扁形虫神经更复杂，但又比蚯蚓神经更简单。或许和线虫神经系统复杂度相当，由几条神经索构成。

随着不断演化，神经索往背部集中卷曲成管状，然后再通过棒状结构固定，于是就演化出了最早的脊索。

虽然脊索的神经高度集中，但一开始却是相当简单的虫状生物：

从文昌鱼的结构来判断，皮卡虫仅仅只有脑泡，以及发出的两根神经分别控制原始的眼和嗅窝，它们甚至连分辨事物形状的能力都没有。

如此简单的结构，令人类远祖在奇虾的制霸下，瑟瑟发抖：

然而，生物演化是“适者生存”。

只要活下来，就能传下基因，并非有脊索就一定会演化出大脑。

像海鞘这种尾索动物，幼体时期在尾部还有脊索，但经过变态发育后，“吃掉”了自己的脊索，原来的背部神经管也退化成了神经节，过上了咸鱼般的营固着生活。

尾索动物苟且偷生了数亿年，这或许是早早灭绝的第一代霸主奇虾，所永远没有想到的吧。

然而，对于直面惨淡人生的头索动物来说。

节肢动物的制霸统治，对它们产生了很强的选择压。

所谓师夷长技以制夷，你有眼睛，我同样可以演化出眼睛来。

奇虾和皮卡虫，拥有相同的基因PAX6：

PAX6是一种十分古老的基因，早在扁形动物中就已经出现。

这个基因令扁形动物头部，出现了能够汇聚色素的凹陷（眼点）。这个凹陷，可以说是眼睛的最初形态。

在后来的演化过程中，无论节肢动物，还是脊索动物，甚至后来的头足纲动物。

他们眼睛无一例外，都是在PAX6基因的控制下发育而来的。

相应的处理器带动相应的配件。

眼睛的发育，促进了大脑的发育。

5.3亿年前，脊椎动物正式诞生：

海口鱼和昆明鱼是最早的脊椎动物。

除了活动能力大大提升之外，它们依旧还相当于的原始。仅仅只有4cm长，在原始海洋中苟且营生。

不过相比起文昌鱼，海口鱼已经有了后来脊椎动物大脑的雏形。

它们的大脑分成大脑、间脑、中脑、小脑、延脑五个部分。

虽然因为图片伪造，海克尔胚胎重演律在生物学史上颇具争议，但所有脊索动物胚胎，大脑发育的确会经历相似的过程，虽然算不上真正的“重演"。当初海克尔的伪造，正是刻意抹除了绝大部分的差异。

人类胚胎发育过程中，原始的脑泡会先发育成三个，然后再发育成5个：

当然，海口鱼其实并不算真正的鱼类，而是接近盲鳗的生物。

它们没有下颌，通过原始的鳃囊进行呼吸，在原始海洋的生存竞争能力并不够强。哪怕感官越来越敏锐，肌肉越来越发达，也只能在节肢动物的制霸下，勉强生存。

我们的鱼类远祖在不断被淘汰的过程中，只能通过甲胄才能勉强生存，于是演化出了甲胄鱼：

所谓道高一尺，魔高一丈。

时间来到了奥陶纪（4.8~4.4亿年前）。

节肢动物演化出了更加凶残的掠食者，海洋第二代霸主：板足鲎（海蝎子一类动物）。

除了海蝎子，这一时期还出了庞然大物：房角石。

房角石可长达10米，它们的神经系统，由4对神经节构成，发达的脑神经节形成了大脑，并分化出听、嗅、视觉神经。

它们的发达神经系统，为未来章鱼的演化提供了生理基础。

房角石是最初海洋霸主中，第一位拥有柔软“手（触手）”的掠食者。

这个时期的海洋可谓是血腥无比。

但人类远祖的配置依旧十分的简单，只能猥琐发育。

经历血腥的洗礼，4.8亿年前，甲胄鱼中的的一支演化出了星甲鱼：

这种类似棒槌的鱼类，看起来其貌不扬，却将很快迎来属于它的时代。

所谓房（角石）算不如天算，4.5亿年前，奥陶纪大灭绝发生，85%的物种灭绝。奇虾彻底消失，还包括所有的大型房角石。

在头足纲暂时受挫的时候，海蝎子抓住机会，疯狂打野，很快成长长达3米的大哥——翼肢鲎。

它们甚至已经开始带着兄弟进军陆地。

看这狰狞的外表，狂野的姿态。

人类老祖宗顿感压力山大，不得不替换了处理器。

节肢动物的处理器（神经纤维）传导速度最高2米/秒左右。甲胄鱼演化出骨甲鱼之后，把原始传导神经替换成了髓鞘：

这种在高等脊椎动物中再司空见惯的神经纤维，在原始海洋却是一场前所未有的革命。

如果说节肢动物的处理器是单核的，那么骨甲鱼的处理器至少相当于八核，神经传导速度达到100米/秒。

骨甲鱼成功点出了前所未有的金手指。

与此同时，骨甲鱼还进化出了偶鳍。

这最初仅仅只是为了辅助平衡的玩意儿，却是生物进化史上仅次于髓鞘的“金手指”。

因为——偶鳍最后进化成了高等陆生动物的四肢。

但在原始的海洋，芯片（大脑）配置不高的情况下，髓鞘和偶鳍，也尚不能让骨甲鱼崛起。

那么骨甲鱼就不能崛起了吗？

当然不是。

既然奇虾、翼肢鲎是靠坚甲和嘴部崛起的，那么骨甲鱼也可以再来一遍。

但作为脊椎动物，来得自然有一点不一样——它进化出了下颌。

这就是初始全颌鱼（4.3亿年前）：

颌的重要性不亚于四肢，初始全颌鱼完全告别了“过滤嘴”的生活。

但作为脊椎动物，骨骼内置，在咬合方面，大大优于原始节肢动物。

于是史无前例的咬合功能，再加上身披铠甲，令它们迅速崛起，逐渐夺走了翼肢鲎的霸主地位。

鱼类很快进化，全身的甲也越来越厚，最终称霸了原始海洋。

于是，盾皮鱼出现了。

盾皮鱼中的邓氏鱼体长可达10米，俨如外星生物，在原始海洋谁与争锋？

当然，这一支并不是人类的祖先，人类祖先走向了硬骨鱼的方向进化。

梦幻鬼鱼（4亿年前）是最早的硬骨鱼。

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：

梦幻鬼鱼没有什么雄霸的能力，但好歹身板够硬，能够在邓氏鱼的统治下艰难生存。

随着海洋生态位逐渐被占满，生存竞争也变成了地狱级的难度。

但惹不起还躲不起吗？

同胞都变得越来越凶残，老子上岸总行了吧？

于是硬骨鱼中的一支演化成了肉鳍鱼（3.8亿年前），开始有了在浅滩溜达的能力，提塔立克鱼更是开始尝试进军陆地。最后化身鱼石螈，成为最早的陆地脊椎动物——两栖类。

两栖动物的大脑比起鱼类来说复杂不了多少。

但出现了植物性神经，以及原脑皮：

两栖类的大脑，和人类的脑干以及小脑部分极其的相似：

• 这是人类的脑干和小脑：

在两栖动物进化成最早的羊膜动物之后不久，发生泥盆纪大灭绝事件（3.65亿年前），存活下来的四足类，开始分别向蜥形纲和合弓纲（3.2亿年前）进化。

蜥形纲和合弓纲的专业解释就不说了，最简单的话来说就是，恐龙、鸟类的祖先是蜥形纲，合弓纲这一支最后进化成了哺乳动物。
当然，史前有着大量类哺乳动物，但基本都灭绝了。

植被的繁荣，带来陆生物种的繁荣。

随着生态位的争夺，在不断竞争过程中，爬行动物的四肢、感官都变得更加的发达，原始鳄类一度称霸。

早期爬行动物虽然还是变温的，但演化出了较发达的大脑。

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。

2.5亿年前二叠纪－三叠纪灭绝事件，2亿年前三叠纪-侏罗纪灭绝事件，开启了恐龙的盛世。

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。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：

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。

1960年，美国神经科学家Paul D. MacLean，注意到了脊椎动物大脑演化的规律，提出了三位一体的大脑模型。

总的来说，该理论把与爬行动物相似的脑区部分称为爬行动物脑。

主要包括脑干、小脑、基底神经核（源于纹状体）等。

• 脑干掌控着身体内的植物神经，调节心率、呼吸、体温，以及相关的生物节律。
• 小脑司运动平衡。
• 而基底神经节则和习惯行为，无意识的随意运动有关。

边缘系统是包括古皮层、旧皮层等皮层的总称，又被成为古哺乳动物脑。

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。

大约2亿年前，在恐龙制霸的过程中，小型类哺乳动物生活在丛林生态位。长期生存压力的选择下，让哺乳动物诞生之时，大脑就已经折叠出了一点点厚度的新皮层。

真正的哺乳动物（吴氏巨颅兽）诞生了：

如果说，从鱼类到哺乳动物，大脑的演化是不断地在地基的基础上加高楼层：

那么，从低等哺乳动物到人类大脑的演化过程，就是在进行精装修。

和鸟类进化纹状体不同，哺乳动物走上了折叠新皮层的演化之路。

相对来说，对于种内、种间竞争更大的物种，新皮层折叠的沟回也就越多越深。而被子植物的出现，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。

6500万年前，白垩纪末期大灭绝，随后没多久，灵长类也差不多正式诞生了。

6000万年的普尔加托里猴，通常被认为是最早的灵长类。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：

新皮层虽然仅仅只有薄薄的三毫米，却有六层结构：

为了处理各种复杂的信息，人类新皮层形成了不同的区域，这些区域主要归类为三个区：初级感觉区、初级运动区，以及联络区：

初级感觉区和初级运动区的神经细胞高度特异性，直接接受感受器的神经信号，并与枕叶、颞叶、中央前后回相联系，形成相应的联络区。

大脑皮层的初级反射活动，是绝大部分哺乳动物都具备的，但低等哺乳动物的联络区并不发达，它们的意识主要以初级意识为主。

灵长总目这一支，演化到猿类之后，皮层联络区才开始飞速发展，有了形成高级意识的基础。

除了语言区外，联络区还包括：

• 对自我身体看法、信念和以及情感态度相关的顶枕联络区；
• 具有多种感觉整合，概念构思的颞叶联络区；
• 负责判断、预见，以及人格属性的前额叶联络区。

为什么人类的大脑皮层就演化得更加复杂了呢？

• 人类新皮层不仅占大脑皮层的94%，甚至占据了整个大脑的70%以上。
• 新皮层与记忆、学习，甚至意识形成高度相关。

从早期哺乳动物到灵长类，最大的变化，在于生活技巧、运动能力、感官能力的演化。这些综合原因，促进了大脑联络区的发展，令新皮层折叠出了更多、更深的沟回。只有新增加的新皮层表面积越多，也能支撑复杂的大脑活动。

这里不妨以手的演化来举例。

哺乳动物诞生之后，由原来鱼类偶鳍进化而来的四肢，已经渐渐有了抓握的能力。

但在这之后，根据抓握的不同，攀援始祖兽（1.3亿年前有胎盘哺乳动物）的后代进化走向了五个方向：

一、老鼠那样的，一定的原始抓握能力。
二、灵长类那样，强化抓握能力。
三、食肉目（猫狗祖先）那样的，把爪子转化为利器，相对丧失抓握或者全部丧失抓握能力。
四、蹄类动物那样，彻底丧失抓握能力。
五、重返海洋，再度化四肢为“鳍”。

不难发现，作为哺乳动物，各种类别的动物智商都很高，互相之间虽然有差异，但并没有天堑之别。

真正天堑出现的时候，是高等灵长类抓握能力的逐渐变化——对生拇指。

早在1900万年前的时候，长臂猿远祖为首的古猿，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。

1600万年前，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。早在人类远祖进化为初始全颌鱼的时候，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。

不过早期（700万年前）的人类远祖乍得沙赫人，拇指还很短：

因为拇指短，无论双手怎么发育，抓握能力终究是有天堑的。

所以他的后代中，一支保留了原来的大拇指，演化成为了今天的黑猩猩。

一支把大拇指进化得更长了，他们就是南方古猿。

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）。

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。

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：

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。

人类在近300万年内，脑容量飞速增加，这是怎么做到的？

2020年的一份研究论文显示，人类与黑猩猩的差异，并没有人们想象中的那么大。

英国剑桥大学医学研究理事会分子生物学实验室Madeline A. Lancaster教授的的研究团队，发现了一个新的分子开关——ZEB2 基因^[1]。

这个开关，可以实现人与黑猩猩大脑的“无缝切换”：

人类神经祖细胞成熟时间在7天左右，而黑猩猩是5天左右。

对黑猩猩的大脑中的ZEB2 基因进行延迟激活，就可以令黑猩猩的大脑进行“充分”的发育，最终长得和人脑相似。而人类的ZEB2 基因被提前激活，则可以导致大脑的发育“不够充分”，从而最终和黑猩猩的大脑相似。

即便不考虑ZEB2 基因，黑猩猩的大脑也更像是缩小版的人类大脑，会经历几乎一模一样的发育过程：

原始神经胚形成→前脑发育→神经细胞增殖分化→突触连结、神经回路建立→神经髓鞘化

人类与黑猩猩属的基因差异只有1.3%，可能相当多的性状差异，实际都是相应分子开关所决定的。

人类的演化和地球环境、气候的改变息息相关。

200~300万年前。

地球进入了第四次冰期，恶劣的气候，给人类演化增加了史无前例的沉重砝码。

非洲环境变得更加的恶劣，不仅干旱，还越来越寒冷，食物越来越少。大量的人类和动物在这一时期灭绝。

ZEB2基因被延迟激活， 不仅脑容量开始提升，而且童年时间也开始延长，以令大脑进行充分发育。

2006年，自然杂志发表了一篇关于南方古猿的文章，详细介绍了年仅2岁零4个月的迪基卡小孩（Dikika child）^[2]

这是迪基卡小孩的大脑与黑猩猩大脑的对比：

虽然迪基小孩大脑后侧枕骨位置有专门负责视觉功能的沟槽，它的脑容量仅仅只有275毫升，是成年南方古猿成年个体的70%，相同年龄的黑猩猩，脑容量能达到成年个体的85%。

也就是说相比起黑猩猩，南方古猿幼年个体的脑发育速度明显变慢了。

更加漫长的童年，在南方古猿身上便已经出现。^[3]学习的更多知识和经验， 帮助他们更加适应恶劣的环境。

随着南方古猿活动区域的拓展，不同种群的产生是自然而然的事情。

但活动区域过大，必然产生物理隔离，由此形成生殖隔离，于是南方古猿演化出了不同的种属。
例如阿法南方古猿、羚羊河南方古猿、 非洲南方古猿、惊奇南方古猿……

演化出直立人之后不久，南方古猿还是灭绝了。

要知道南方古猿的身高也就一米出头，而直立人为主的真人属身高普遍达到1.5m，长高了近半个身子。

这里可以看到一个十分残酷的事实：个子矮小的古猿人，以及智力不够高的，几乎都在残酷的自然之下系数灭绝。

也正是因为残酷的竞争，直立人大概就已经走遍了全球大部分地区（所谓第一次走出非洲）。

然而除了寒冷也就罢了，当时的非洲气候，还出现周期性的波动。

在20万年的时间内，曾出现过五六次森林到草原的变化过程。

恶劣的气候，逼迫人类走遍踏入不同的大洲，但也因此出现地缘隔离，诞生了越来越多的人种。
例如能人、树居人、卢道夫人、匠人、直立人等等。

直立人从180万年前走出非洲，而现代人是20万年前走出非洲，直立人和现代人是完全不同的两支人类。两支人类都演化出了丰富的亚种。

智人的演化，实际从120万年就已经开始，在40万年前，才和尼安德特人的祖先分道扬镳。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。

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。

从智人诞生到现在，人类大脑的主体结构都没有发生本质性的变化。

在波澜壮阔的生物演化史上，最终出现高度发达的大脑几乎是必然性。

即使没有人类，其它动物的大脑依然会继续演化下去。

◆最后，看脑的发达程度，当前最合理的应该是脑化指数：

参考

1. ^ Benito-Kwiecinski S , Giandomenico S L , Sutcliffe M , et al. An early cell shape transition drives evolutionary expansion of the human forebrain. 2020.
2. ^ [1] Alemseged Z , Spoor F , Kimbel W H , et al. A juvenile early hominin skeleton from Dikika, Ethiopia[J]. Nature, 2006, 443(7109):296-301.
3. ^ skull scans reveal evolutionary secrets of fossil

我来做个国外最新基因学教科书的搬运工，先说几个普遍的常识错误：

1. 并不是脑容量越大智商越发达，我们现代人（智人）成年男子的大脑重量约1350克，不仅现代人类的脑容量小于我们的祖先海德堡人（1500克以上），而且，还比很多动物的小，海豚大约为1500克、大象的约6000克、鲸鱼的约7800克。

2. 人类和动物的差异要从500-700万年前，人类从古猿分支进化开始。（经评论区讨论后修改）刨除大量无法比对的片段，在已破解的基因序列中，现代的人类和另外两种非洲黑猩猩的DNA基因差异很小，只有1.6%，这是现在已知的人类进化的关键。在这之前的所有进化，猩猩身上也能找到，因为其他基因是前面5亿年积累下来的。（2012年之后学术界把人类和猩猩全基因序列对比的结果是，整体所有片段70.7%左右的相似性。具体说，69%的X染色体类似，43%的Y染色体类似。之前的相关著作都是错误的，尤其是著名的《第三种猩猩》）

3. 从整体来说，人类不是在进化，而更多是退化。人类DNA中有11,224个因退化而不再起作用的伪基因，这些都是人类退化的证据和痕迹。DNA中人类加速进化区HAR基本上主要是大脑，还有一些手的灵活性。其他全身的基因比起猩猩都大幅退化，简单举例，黑猩猩对几乎绝大部分人类疾病天然免疫，包括艾滋、癌症、新冠等所有高致死率的疾病。比其他动物就更是退化严重，听力，视觉，嗅觉，热感应，肌肉等等全都不行。不同物种进化路径不同而已，没有优劣。

一、先说一些人类特征：

1. 基因分叉点：

人类古猿和黑猩猩大约在公元前7百万年的乍得人猿之后分叉，大约在6百万年前人类从图根原人的人族这个分支开始进化。在黑猩猩这次分叉后，人类只有23对染色体，而其他猿还有24对。乍得人猿已经适应了早期的两足动物的陆地行动形态，可以在陆地觅食并建造庇护居所，但推测仍然树栖为主。

2. 伪基因记录了人类的进化过程：

伪基因就是因突变不再起作用的基因，人类整个基因组中发现了大约有11,224个伪基因，这些都是人类退化的证据和痕迹。在伪基因中，我们发现了各种基因遗迹，比如厚毛的皮毛，可以消化很多植物的长肠，消失的尾巴，像成年猿一样粗壮的下颚。 还有一个伪基因是曾经可以制造维生素C的，几乎所有的哺乳动物，都可以自己体内制造维生素C有助于抗坏血酸，但包括我们人类的灵长类动物都做不到了。

3. 人类的自我驯化（幼态持续的古同质性）：

人类在往更加幼稚的状态进化。 我们人类都是性成熟的小黑猩猩， 这也称为Paedomorphism幼态持续的古同质性。 Paedo表示孩子，morphism表示身体。也就是说人类进化可以看作是一种幼稚主义。成年黑猩猩的骨骼和现代人差异很大，但是人和小黑猩猩则高度相同。婴儿猩猩也更喜欢像人类一样直立，更像两足动物。

关于我们的幼态持续的另一点是，我们的童年很长。 现在解释一下为什么如此重要，让我们考虑一下幼小的动物。 他们充满了生活的欢乐， 他们是自发的，他们的行为自由。 同样，许多人一生都保持嬉戏和好奇， 像小动物一样， 人喜欢尝试新事物，这可能使我们成为了一个独特的创造力猿类。 成年的黑猩猩很笨拙，被困在自己固有的行为方式中，不利于创意和创新。

在过去的一万年中，我们人类已经适应了不同气候下的农业和城市生活，而许多这些适应调整只涉及一个或两个基因。 这些变化只是您基因组的一小部分， 但它们仍然对您身体的生理变化产生了深远的影响。关于几个基因就能产生重大影响，我们可以用狗来举例。 狗是在大约一万五千年前从狼中驯化而来的， 现在它们是世界上差异最大的动物。 科学实验发现，狗控制体型大小的关键基因中只有少数几个的突变，就导致了丹麦种大狗和袖珍的吉娃娃之间的许多区别，所以不同品种的狗之间都可以杂交生出后代。 所以决定体征差异大小的不是有多少突变，而是这些突变发生在基因中的什么地方。

（插入一句，在一些驯化的动物比如猫狗猪，以及和人类长期共存的动物比如老鼠，都发现了幼态持续现象。推测都是因为第一食物充足，使得他们比野生同类的性成熟更早，第二同类竞争较少，无需快速成熟以更具攻击性。第三人类的选择，人类更喜欢乖巧听话的幼儿形体，淘汰了凶残的个体。同时这些动物也发生了很多生理结构变化，比如嘴更短撕咬能力更弱。）

二、DNA的主要差异，人类加速进化区HAR

我们是有超大脑容量的猿猴，同时我们人类的指头都是同向朝前的，而不是猩猩那种反向的拇指。

1号人类加速进化区HAR1，从黑猩猩分叉之后经历了18次替代。该基因片段在人类中经历了巨大的改变，说明它的功能在人类中也有巨大变化。 关于HAR1的真正令人兴奋的事情是，它位于在神经元发育早期就会开启的一个遗传区域，对新皮层的发育起关键作用，这是最外层的大脑。 当这些神经元出现问题时，您会患上大脑皮层贫血， 一种非常悲惨的状况。 没有人知道HAR1在这些神经元中的作用。 它只是在适当的时间活跃起来， 在有助于形成更健康皮质层的地方。 因此， HAR1很可能具有控制人类祖先大脑功能发育顺序的作用，因此人类和黑猩猩的差异主要是大脑皮层。

2号人类加速进化区HAR2，也就是人类与黑猩猩第二大的区别是一个调节区域，是一种增强子基因，可以主导胎儿发育过程中的手腕和拇指发育。 但它是一个祖传版本，其他灵长类动物的基因完全不一样。 人类HAR2的产生也许是因为人类需要特定的手工协调能力和制造复杂工具的灵活性。这并不是说黑猩猩的手就更笨拙，只不过黑猩猩不需要拇指，黑猩猩需要在树枝间摇摆穿梭，只需要钩住树干，而拇指会妨碍黑猩猩的特定生活方式。也就是说对于工具的使用，让我们和黑猩猩区别开来。

三、加速进化区为何产生 - 火的使用

烹饪是大脑进化的关键

因此，在进一步研究我们和猿类的遗传差异之前， 我们实际上需要解决一个关键问题： 为什么我们的大脑比猿猴的更大，甚至比体型更加庞大的大猩猩还要大。 这个问题的答案会帮我们找出造成我们和黑猩猩许多遗传差异的很多原因，根据许多人类学家的研究， 答案可能是因为灵长类动物大脑的巨大能量消耗。

大脑仅占人体的2％，但它消耗了我们每天需要消耗的卡路里的25％。 我们的大脑皮层特别密集，包含160亿个神经元，支持它们运转需要大量的能量。 大脑和身体之间可能存在某种进化权衡。 因为自然界有能量摄入和代谢的限制，所以灵长类只能把有限的热量来做选择，更多供给大脑或者身体。 所以下一个问题就是：是什么让我们超越了这一限制并支持了这个庞大的大脑？

哈佛大学人类和灵长类动物学家理查德·朗厄姆（Richard Wrangham）认为答案很简单，在他2009年出版的书中重点强调了一个简单的事实：烹饪使我们成为人类。 您可能从未想过这种观点，我们做饭烧菜是进化的关键。 烹饪本质上是用火预消化食物的行为，让我们从相同数量的食物中获取更多的能量。煮熟食物就是预先消化，烹饪让食物变软、更易于咀嚼、能够在口中被快速变成泥状。烹饪可以让人类在更少的时间内让内脏完全消化掉食物。 实际上，烹饪食物会使它产生的热量增加到原来的三倍。 这就是让我们的大脑在相对较短的时间内进化变得更大的原因。

烹饪使我们能够供给这个大的大脑皮层， 反过来又支持复杂的思想和复杂的社会。 火使人们生活在大的团体中，组建和维持联盟。 群居时，原始人必须追踪仇人，还需要保持警惕以免被社群中的其他人误导。 动物群落的个体数量与该物种的平均大脑大小直接相关，再次证明了大脑的进化使我们能够进行复杂的社会互动。 如果我们的祖先没有发明一种从同一个食物中提取更多能量的方法，我们的脑容量可能还是和猿猴一样大，并以小型群落方式生活。 随着我们灵长类大脑的变大， 我们从吃生食到熟食，再到养殖， 农业，文明，超市和冰箱。 所有这些进步使我们现在坐在快餐店吃一顿饭就可以获取里一天所需的所有热量。 技术进步太快，以至于曾经是有利于生存的路径，现在变成了威胁生存的问题。 具有讽刺意味的是，我们现在正试图通过退回到天然全食和生蔬菜沙拉，来解决这一问题。

四、人类在控制自己的进化

人类学会用火至关重要。 曼格姆教授（Mangum）认为我们的祖先直立人由于学会了用火，大约在200万年前就出现了一些关键的进化。 直立人进化出了更小但更有效的消化道， 以提供更多能量给大脑，让大脑长得更大。 这也意味直立人的骨盆变得像我们的骨盆一样小，因为它不必像黑猩猩一样支撑庞大的内脏系统。 更小的内脏说明，光是用火这种社会生活方式的变化还不足以充分利用这些熟食。 我们的祖先还必须在基因上适应熟食。

大量人类和黑猩猩之间差异巨大的基因反映出，人类在很大程度上控制着自己的进化方式。 我们动用了脑筋和灵活的大指姆来改变环境， 然后我们通过基因的适应性改变来充分利用我们创建的新环境。

每一项创新都会带来新的筛选压力， 反过来导致更多的进化改变。 让我们继续以狩猎和烹饪为范例，说明它们如何筛选遗传变化？ 我们和黑猩猩之间的许多调控突变和基因序列差异，影响着我们消化食物的方式。考虑到我们的饮食与黑猩猩饮食之间的差异，这也就不足为奇。 黑猩猩多吃热量低的食物，例如叶子和果实。 我们为消化肉类进化出了超强的氨基酸代谢能力，并且大多数人类都有很多个唾液淀粉酶基因，用于消化淀粉。 黑猩猩只有两个淀粉酶基因，我们平均有六个， 因此我们会在唾液中制造出更多的淀粉酶。 但是，未和现代人类杂交的人种，例如澳大利亚原住民，就没有像我们现代人种那么多的酶种类。 说明自从我们种出蔬菜和学会做面包面条等主食以来，我们人类又进化筛选出了更多的酶。

也有一些仍在我们体内起作用的原本无效受体已经迅速进化， 并获得了新功能。 因此，我们的嗅觉不同于黑猩猩。那么您觉得有什么气味是我们喜欢，而黑猩猩或其他动物不喜欢的吗？答案是……熟肉味。当然人类中少数的素食者可能也不喜欢。

为了猎取动物获得蛋白质，使得猎人需要协调他们之间的行动。复杂的语言技能也很关键，帮助他们沟通协作和创新，从而开发出更好的工具、新的狩猎方式、制作新的陷阱，并且协作打造出更舒适的家。 他们也会互相八卦来识别谁对自己有好处或威胁。 黑猩猩不能像我们人类一样说话，不仅是因为声带和鼻道，也因为神经方面的差异，其中一些是被称为语言基因的突变进化的结果。 语言基因最初是在语法和句法方面有严重问题的英国家庭中发现的，同时这些人的嘴和舌头也不能进行复杂运动， 在2001年，这个问题被锁定在名为FOXP2的基因突变中。 在黑猩猩和老鼠中，该基因有助于调节同步下颌运动的其他基因。 人类的FOXP2已发生了两个突变， 激活了具有同步词汇功能的其他基因。 因此我们的FOXP2基因仍然可以同步下颌运动，除此之外，它还负责同步词汇。 如果将人类的该基因放入黑猩猩替代它的FOXP2会发生什么？它们是不是也会发展出自己的语言？出于道德原因，我们不能这样做。

五、为什么说人类的退化大于进化

我们的基因进化也涉及气味和口味，也为解释我们的基因组如何进化筛选提供了一些精彩的好例子。老鼠和我们人类都大约有1400个气味和味觉的受体基因， 但他们的基因工作状况良好，而我们人类的嗅觉基因中却有大约一半的无效了， 因为我们人类的祖先并不十分依赖良好嗅觉来生存。 拥有这些失效的基因不会影响我们的生存，因为这些突变并不重要，所以就被一代代保留和累积下来了，而没有被淘汰掉。在遗传学中，无用的都会被遗弃。

如果角度不同，黑猩猩的物理和生物学特性可能发生了比我们更大的变化。我们的变化似乎较少，但我们的许多进化都与丧失有关，比如我们失去了厚厚的体表毛发、失去了吃生食的生存能力。我们的进化如此之彻底，因为主吃熟食，我们已经不能靠吃生食维持生殖繁衍。人类中有许多基因缺失和伪基因，可以说人类不是进化，而是实现了快速退化，特别是幼态持续现象。因为人类失去了可以使自己进入下一个发育阶段的基因，以便保持幼体形态。

我们身体最幼态的部分是我们的头部，成年的黑猩猩的头骨和我们完全不同，其下颚非常强大有力，可以咬断人的手指，而我们人类的下颚较弱，像小黑猩猩一样，只能咀嚼预消化的食物。让我们的下颚变得脆弱的是一个叫做MYH16的基因的突变。MYH16负责编码一种肌球肌肉蛋白，仅在下颌肌肉中起作用，它使猿猴咬力强劲。我们的MYH16处于非活动状态，因此它是伪基因之一。

我们前面提到的人类加速进化区HARs研究员宝拉·阿拉德（Paula Allard）表明，调控突变导致了人类和黑猩猩之间许多有趣的进化差异。吉尔·贝耶拉诺（Gill Bejerano）和大卫·金斯利（David Kingsley） 领导了一组在斯坦福大学进行的研究，在2011年他们报告，黑猩猩、猴子和老鼠中至少有510个调控区基因在人类中消失了，其中许多都与类固醇激素的信号传导和神经功能有关。

您可能听说过类固醇激素，一种兴奋剂药物，每年奥运会都严查禁止运动员使用。 而类固醇本质是一类协调我们的许多生理过程的激素。 两个重要的类固醇激素，影响压力的皮质醇，和表达雄性体征的睾丸激素。睾丸激素会分散到人全身， 告诉所有细胞它们现在都处于男性体内，并采取相应的行动去发育男性器官。 它通过与受体结合而实现，然后打开雄性基因的表达。 现在我们曾经了解的有关激素的信息只是血液中有多少种激素，但后来才知道我们还需要了解人体有多少个受体以及这些受体的分布位置，同一种激素在不同受体也有不同反应。 单是受体的突变就会产生很大的影响。

比如，我们人类的脸颊上没有长出像猫一样的感觉胡须， 而且人类也没有猫狗的阴茎骨，因为人类失去了对应的睾丸激素受体的基因。人类是很少真正没有阴茎骨刺的哺乳动物之一。 与黑猩猩和老鼠的不同，猫的阴茎被与头发或指甲相同的角蛋白制成的小而尖的突起所覆盖。这些都说明大部分哺乳动物阴茎中有睾丸激素受体。像猫一样，黑猩猩的脸颊上也有感官胡须，而人类没有，因为人类的脸颊和阴茎中都缺少开启睾丸激素受体的调节基因。 但我们的大脑和睾丸中仍然有完整的可以打开体内睾丸激素受体的调节基因。

因为黑猩猩是一夫多妻，对于雄性阴茎骨的作用推测可能是通过骨刺磨损雌性阴道，让雌性动物觉得交配行为很痛苦，使雌性短期内不再愿意与其他雄性交配。同时有骨头无需勃起，又可以让雄性动物可以多次地和大量雌性交配。人类可能因为进化到社群生活后，基本保持一夫一妻制，所以我们没有那些令人不舒服的骨刺基因，也可以保证繁衍。毕竟，无用的基因就会被遗弃。有意思的是，现代人类在这里又一层表现出一定的反古行为，通过点状避孕套和自慰振动器，女性又想找回祖先们曾经的快感。

我们拆分来看，一个高度发达的大脑，需要多少条件。

1、大脑需要消耗大量的氧气和能量。

这就意味着支撑一个大脑的生物个体，需要有强有力的血氧结合器官。

成年人的大脑大约使用人体20%的氧气和20%的能量，意味着每天摄入2000卡路里饮食的人使用400卡路里。这些能量的大多数都是用于神经元，但大约有三分之一是专门用于保持细胞健康。

2、大脑需要大量的空间--脑容量。

人类为了直立行走，改变了腹腔盆骨的大小。

而盆骨的大小和脑袋发育成熟之间存在着矛盾，

而高度发达的大脑需要更大的脑容量，太大的脑袋就会增加难产的概率，

于是乎人类将幼体的成熟时间延长，出生后在襁褓中再发育几年，

以求达到足够的脑容量。

3、脑容量有限的情况，尽可能的有更多的褶皱

大脑的褶皱与智力有关，充满沟沟回回的大脑具有更大的表面积，可以容纳更多的神经元，这意味着更强大的信息处理能力。褶皱的另一个优点是加快了了大脑细胞间信号传递的速度，皮层褶皱使细胞更加靠近，耗费更少的时间和能量来传递神经元的动作电位。研究表明大脑沟回与认知、信息处理速度成正相关，以及更好的言语和记忆能力。

按照脑容量越大，智慧程度越高的说法。

在脑容量一定的情况下，要尽可能的出现更多的褶皱，这样运算能力才能大大加强。

4、大脑不是越大越好，而是占比身体比例越大才越发达（或者说神经元越多）

鲸鱼大脑可达到9公斤，人类大脑只有1.2~1.5公斤。

如果鲸鱼要像人类一样拥有约860亿个神经元，则鲸鱼大脑要达到36公斤。

5、大脑需要巨量的神经元，而在大脑皮层的神经元才是高级的

按照目前神经元的排行，非洲象的全脑神经细胞2570亿个。

而人类只有860亿个。

虽然全脑神经细胞总数非洲象有 2570 亿个，人类只有860 亿个。但人类的860亿个神经元里160 亿个都在皮层，而非洲象的大脑皮层只有 56 亿个细胞，还不如黑猩猩的90亿个。

六、高度发达大脑还需要充足的散热

高速运转的大脑，使用了身体20%的能量，将会产生大量的热量。

所以配套上，大脑也需要非常好的散热和防止外部升温大脑的措施。

厚密的毛发，阻挡了烈日对大脑的炙烤。

发达的汗腺，帮助大脑不至于过热。

七、综上

人类的高度发达的大脑，需要太多太多太多的条件了。

为什么只有人类进化出高度发达的大脑？

我更愿意说，是人类演化出了高度发达的大脑，

然后保护自己在历史长河中活了下来。

毕竟发达的大脑，对于生存是有利的。

滚雪球下，越滚越大，活下来越来越多，

能迭代版本的数量越来越多，优势越来越大，

那就继续朝优势大的方向发展好了。

这是一个非常好的问题。本文将通过抽丝剥茧、层层推理向大家展示一个新颖而严谨的，可能是最接近真相的答案。

实际上，进化论的另一个发现者，华莱士也一直有这样的疑惑：华莱士认为人类过剩的智力在竞争中没有多大用处，比如音乐和数学。特别是在原始社会，他看不出具有这种才能的人有什么道理会活得更好。

华莱士的困惑

华莱士是一个坚定的达尔文论者（甚至比达尔文还更偏激），他认为自然选择具有决定性的力量。华莱士强调，如果生物表现出不适应性，那肯定是我们认识上的不足造成的错觉；生物体也不存在无用的器官，我们之所以认为那些器官无用，是因为我们很无知！

华莱士尽管坚信通过进化和自然选择，人类可以获得现在的形体结构，但难以获得现在的智力成就，无法只凭自然的力量而建起一座华美的精神家园。

华莱士论证说：在满足自然选择的要求方面，大猩猩的脑已经足够用了。如果自然选择继续发挥作用，最多让人脑再大出那么一点点也就足够用了，可是人脑却比大猩猩的脑大了一倍半。纯靠自然选择的力量不可能弄出这么大的头脑来。如果只是为了活着，实在也是用不着这么大的头脑，浪费不说，自然选择也不可能满足这种无理的要求，它有能力为人类提供一个比大猩猩大点的头脑，但没有义务提供一个哲学家的头脑。

正由于华莱士难以为智力和大脑找到合适的进化的理由，最终他甚至走向了“唯灵论”者。他认为必然有一种超自然的力量赋予了人类思考和灵魂，并且，只有人类具备这种独特的能力。

事实上，这是一个我们无法逃避的问题——人类大脑增大的目的是什么？我们进化出各种机制来支持脑容量的扩大，但脑容量的扩大到底有什么实际作用吗？

谁在控制脑容量？

我们知道，早在5.21亿年前，大脑就已经开始形成，它发现于地球上最早的脊椎动物，昆明鱼和海口鱼，它们被科学家们发现于我国早寒武世澄江生物群中。

5.21亿年，即使对生物进化来说也是一个非常充足的时间了，无数个物种在这段时间内萌生、兴旺、鼎盛直到消亡，如果大脑如此的重要而有效，那么它必然应该像眼睛和翅膀一样，反复被进化出来才对。但人类强大的大脑和高度的智慧，在生物界中几乎是绝无仅有的。

实际情况是，大部分物种都进化出了不大不小的大脑，仿佛都非常有节制而佛系地对待自己身上的这一“重要”器官。

《进化的大脑》一书指出，基因就是人类大脑的“设计图”。比如人们对小头畸形的研究发现了若干与此病有关的基因变异可能性。我们目前最了解其中的一个基因——ASPM。

ASPM基因表达的蛋白质参与了细胞分裂；特别地，它有助于细胞生成有丝分裂纺锤体，后者对于新产生的子细胞得到相应正常染色体组是非常关键的。此蛋白质的一个重要部位可以和信号分子钙调蛋白相结合。线虫的ASPM基因中钙调蛋白结合域的编码序列有2个拷贝，果蝇有24个拷贝，而人则有74个拷贝。此外，通过对人、黑猩猩、大猩猩、猩猩和恒河猴ASPM基因的点对点比较分析，人们发现ASPM基因，特别是钙调蛋白结合域的进化，特异性地在类人猿时期得到了加速。ASPM基因的最大差异程度是在从类人猿进化到人的过程中发现的。因此ASPM和一些类似的基因可能在人脑体积膨胀的进化过程中扮演了重要角色。

进一步的研究发现，人类还有一个丢失的基因，现在仍控制着黑猩猩的大脑容量，它位于一个抑癌基因旁边，并对这个抑癌基因起到调控作用。所谓抑癌基因，就是抑制癌症发生的基因，可以有效控制细胞的分裂与生长，如果抑癌基因失活，细胞分裂将失去控制。极有可能正是这个基因的丢失，导致抑癌基因的活性改变，使得人类大脑神经元增殖提速，智力随之飞速提升。

最新的研究则表明：人类的神经祖细胞成熟时间在 7 天左右，猩猩的神经祖细胞成熟期在 5 天左右。而神经祖细胞的成熟与 ZEB2 基因密切相关，在猩猩大脑类器官中延迟 ZEB2 基因激活，最终猩猩大脑会变得跟人脑非常相似。同样地，在人脑类器官中提前激活 ZEB2 基因，人脑最终也会发育成猩猩大脑的模样。该论文发表于Cell期刊，通讯作者为英国剑桥大学分子生物大佬 Madeline A. Lancaster。

Lancaster 教授表示，“人类脑容量是猩猩的 3 倍，而我们只需要在大脑发育早期稍微延迟神经祖细胞的形态改变（成熟），就足以对大脑发育产生重大影响，抹平人脑和猩猩大脑的差异。显然，这是非常令人吃惊的。”

通过这些事实，我们似乎得出了这样一个结论，对于大部分物种来说，抑制大脑发育，而不是释放大脑发育潜力是一个必须的环节，很可能是自然选择的结果。

大脑发育是一个相对容易的过程，反而要抑制大脑发育需要额外的机制。那么，在绝大多数动物身上，为什么自然界会选择把如此精妙绝伦的大脑压抑得难以发挥其应有的潜力呢？

大脑的劣势

高度消耗的大脑

真正的问题在于维持大脑的运作相当昂贵。人类大脑的平均功率密度达15瓦/千克，而身体部分的功率密度只有2瓦/千克。美国神经科学家皮埃尔·马吉斯崔蒂（Pierre Magistretti）、鲁克·佩勒林（Luc Pellerin）和让-鲁克·马丁（Jean-Luc Martin）曾这样描述：虽然大脑只占体重的2%，但它要接受心排血量的15%，全身耗氧量的20%以及总葡萄糖利用量的25%。人脑的均值血流量为57毫升每100克每分钟，大脑要从动脉血液中提取约50%的氧气和10%的葡萄糖。

肠道的牺牲

一个有趣的现象是：在人类脑量增加且日趋复杂化的同时，肠道却在缩小。作为参照，早期人类的臀部相对较大，而现代人的肠道要比黑猩猩短得多（后者的臀部很宽）。肠道的功率密度事实上比大脑还要高，因为消化食物需要很多能量。根据艾洛和惠勒的研究，大脑的功率密度是11.2瓦/千克，而肠道的功率密度为12.2瓦/千克。

事实上，人类大脑容量的增大、肠道缩小是同时发生的。显然，大脑能耗的增加是以内脏能耗的减少来获得补偿的。因此，人类的食物开始转变了。早期人类不能再吃相对低能的大量食物，比如草，因为那样就需要更长且耗能甚巨的肠道。人类已开始摄入更优质也更易于消化吸收的食物，如动物蛋白、种子、坚果和浆果。能够收获这种高质量的食物也是大脑容量得以增长的基础。

很多动物，特别是食草动物，肠道都是百转千回的。而人类的肠道明显缩短，那正是脑袋增大的代价。好在人类可以吃到更为精细、容易消化的食物，因而获取更为丰富的营养回报，对肠道的依赖性也比牛马等动物大为降低。

现在看来，很多动物都面临着营养与智力的平衡问题，只有人类能够承受意外损失，从脑袋增大中得到的好处远大于损失。

咬合力的损失

有一些研究者也注意到了，如果猿类想要进化出更大的大脑，下颚需要变弱，因为下颚的肌肉会穿过头骨的顶部（特别是在大猩猩中），脑容量的增大需要减弱咬合力。而咬合力也是生物生存的重要特征，毕竟我们都是属于有颌总纲这一古老分化特征的物种。

每个人类都是早产儿

生育一个大头的婴儿也是困难而危险的，对于直立行走的物种来说更是如此，因为直立行走需要一个窄臀而不是宽臀。换句话说，大脑增长是一个极其危险而昂贵的投资。

考古学家发现，人类祖先的怀孕周期是12个月，而并非9个月。为什么人类婴儿的出生时间后来提前了三个月呢，那是因为胎儿的头太大了，妈妈不得不尽早把它们生出来，以降低分娩过程带来的风险。但即便这样，人类分娩的难度也比其它大部分动物要高得多。就连人类男性的审美偏好也因此而被塑造去适应人类大脑不断膨胀的需求。这其实在生物界也是相当反常的——生育对一个物种基因存续的重要性太大了，它本该是一件非常轻松的事情——因为生育都成为问题的个体，很容易被自然选择所淘汰。但人类大脑就是能顶着这样的压力，野蛮生长。

其他的哺乳动物几乎都能够在出生后的数小时或数天内做出站立、独立进食、睡眠等行为，只有人类的婴儿至少在出生的3个月后才会学习翻身和自行入睡等动作。至于因早产而缺少的这3个月，对于每个新生儿而言，都是极其艰难的。可以不太客气地说，过于庞大的大脑，从某个角度来说是人类的一种“进化病”，鲜有动物在生育问题上像人类那么的难产和背负那么巨大的风险、而且生产的婴儿还那么的脆弱。

而另一方面，过早出生的人类婴儿的成长周期相对别的动物来说也特别长，大部分动物出生不久就能够自己觅食，自力更生了。而人类一方面是早产，另一方面是、幼态持续，这一系列专为大脑发育而设计的机制，让人类婴儿的成长期要比大部分动物要长得多，这是相当危险的选择，因为这对人类父母的压力会非常大，让他们在本来就物资匮乏、危机四伏的原始生活中，增加了沉重的负担。

通过上述讨论，我们至少从两个方面来看，发达的大脑并非是难以达成的，之所以大部分动物没有演化出来，是因为它的性价比不高，只要有足够的演化压力，脑容量应该是很容易就会增大，之所以不增大，是因为大脑对物种生存的作用小于它给物种带来的好处。

那么，人类为什么会反其道而行之？

为什么只有人类进化出高度发达的大脑？

有些人可能会说，大脑帮助我们制作工具，那是不是说一个原始人有了工具就能战胜其他动物，诸如狮子猎豹，其实还是不行，旧石器时代的工具还远不足以让一个原始人战胜食物链顶层的狩猎者。

有的人可能会说，大脑可以帮助人类制定策略，那么是不是有了策略，一个原始人就能战胜狮子，明显也是不可能的。

这些其实就是华莱士很困惑的原因。反过来说，如果脑容量在生存竞争中能起到这么大的作用，而且大脑扩容也比较容易，那么我相信，大脑，这个年代古远的器官，早在亿万年前就应该不断增大容量了。

即使我们可以找到大脑有各种各样的好处，诸如知识学习，文化传承，逻辑推理，工具发明，路线导航，围猎策略等。但从自然选择的结果来看，尤其是对于个体而言，大脑增大的缺点，必然是大于其优势的，因为我们看到的是，绝大部分哺乳动物的大脑增长都是非常保守的。由此，我们必须想办法去解释，为什么大猩猩等物种的大脑会因为性价比过低而被限制了发育，而人类却在此基础上多发育了3倍。

其实这个问题的答案并不神秘，也没有必要去纠结“唯灵论”。现在我们已经可以凭借完备的科学知识来尝试正面回答这个问题了。

通过前面的分析我们已经知道，投资大脑对于大部分物种来说，都是一桩不划算的买卖，所以它们倾向于演化出一些基因来限制大脑的发育。那么，是否存在一种状态，或者说一种前提条件，可以让大脑容量增大成为“优势”、成为性价比更高的选择呢？事实上，确实存在这样一种状态的——比所有其它物种都更加紧密的合作状态。

我们知道劳动分工是合作的高级形态，只有在劳动分工的前提下，发达的大脑才有用武之地，脑力劳动者才会成为劳动分工中的一员，他们的价值才得以体现。如果没有劳动分工，他们需要自己包办采集狩猎带娃站岗守夜，那么他们发达的大脑是断不能提升他们的适应度的。至于那些科学家、哲学家、艺术家就更加容易饿死于饥寒交迫的晚上，因为他们的大脑要消耗更多的能量，根本等不到他们的发明创造问世——即使他们发明创造问世了，由于合作度低，也体现不了任何规模效应，他们发明的东西对他们的个体生活来说并不能产生多大的改观。试想阿基米德伟大的数学大脑如果不是在大规模军事战争中是没有任何用武之地的，而牛顿的物理定律在低合作度的社会中同样是一文不值的。只有处于一个高度合作，分工明细的群体中，人类大脑的高度智慧才有用武之地。也只有这样，人类大脑容量的演化前提才是具备的——大脑容量的增长才会真正提升人类的广义适合度。

不过，其实，劳动分工毕竟还是比较晚近的事情了，大脑容量最早的演化推力还不是这一点。它还需要一个初始的推动，否则像蜜蜂和蚂蚁这类超个体类物种，他们合作度也很高，但它们也未曾进化出如此之发达的大脑。那这种最开始诱导大脑发育、脑容量增加的推动力又是什么呢？肯定并非因为脑容量提升能够帮助我们直接获得个体适应度上的提升，否则自然界中，长着大脑袋的生物肯定比现在要多得多；它应该是服务于某种特殊的，也许是人类独有的“机制”。

大脑最原始的演化动力，很可能首先来源于“知恩图报”的“针锋相对”机制（广泛存在于哺乳类动物之中，甚至可能是哺乳纲繁荣的内因），因为针锋相对需要个体（脸部）识别能力以及对“恩怨”的记忆力，所以要执行这一策略就需要更加发达的大脑。

事实上，科学家已经发现一个这样的现象：

有研究表明，对于灵长类和食肉动物这两种最聪明的陆生生物而言，脑容量和群居生活能力有着极为密切的联系。物种生活的群体越大，大脑中新皮层相对于其他部分的比例就越大。我们甚至可以在生物生活群落规模尚不可知的情况下用新脑皮层的比例来预测其群居规模的大小。根据这个逻辑来推断，人类的生活群落规模大约是150多人。这个估算基本正确，一个典型的狩猎- 采集部落、一个典型的宗教群体、一般人的通讯录、军队中一个连，其人数都是150人左右。这个数字，也是一般人的有效社交圈的人的数量。

但对于人类来说，我们有着比灵长类动物大得多的大脑，这又如何解释呢？

因为人类在这个方向走得更远，人类大脑的演化动力来源于“好善嫉恶”机制的需要——因为相对于“针锋相对”而言，好善嫉恶不仅需要记住每个个体对我怎么样，还要记住它对其它的部族成员怎么样，从而综合来判断他的善恶，而善恶判断本身是一个相对复杂的逻辑行为，它本身也对大脑的发育有更高要求。而脑容量越大，便可以支撑更加复杂的好善嫉恶机制，而好善嫉恶机制才是高度合作必要的前提条件。

备注1：“好善嫉恶”中的善恶与传统意义上的善恶有所不同，具体定义可以查阅这篇两文章：

备注2：“好善嫉恶”机制相对“针锋相对”机制有哪些优势：

因此，人类大脑快速进化的内在需求很可能就是为了判断并记住哪些是好人，哪些是坏人。进而通过“善择”机制来塑造人类的合作能力——人类独有的美德行为，进而进入高度的合作状态，并创造史无前例的巨大合作红利。

人类可能属于生物界最八卦，最多管闲事，最喜欢谈论别人家长里短的动物了，很难想象他们做这种事情对自己的生存有任何帮助，脑袋是非常耗能的器官，做这种跟自己没什么直接关系的事情所获得的直接好处很寥寥。

如果没有好善嫉恶机制支持下所建立起的高度分工和高度合作的社会化生产和联防机制，再聪明的大脑所能起到的作用都极其有限。我们试想把一个现代人丢到原始森林，与社会隔绝，也没有同伴，无论他是一个生物学家、物理学家还是顶级黑客，抑或他学贯全科，他在没有大量现代化工具的帮助下，估计三天都活不下去（即便是鲁滨逊的神话也离不开大量文明社会的工具）。一只老鼠或者兔子，都能比他活得更长久。

就像我们前面所提到的那样，大脑的发育是要以肠道的缩短为代价的，而肠道缩短后，人类要获得同样的能量，则需要获得能量更丰富的食物——动物蛋白质。我们知道，动物界存在一个微妙平衡，即顶级猎食者虽然能直接吃到最富含能量的动物蛋白，但他们需要消耗巨大的能量来捕猎食物，这种捕猎的成功率不高。而对于那些植食性动物来说，它们安安分分吃吃植物，需要耗费很多能量来消化，并且直接获取的能量也不多，他们就没有那个体力和肌肉去捕捉猎物了。而人类则选择了另一种方式，他们进化出更强大的大脑来执行好善嫉恶策略，从而获得了巨大的合作红利，这样，一方面他们不需要把能量完全消耗在捕捉猎物，因为合作的捕猎方式比单独的捕猎的性价比要更高——尤其是捕捉大型动物的时候。因此，他们同时又吃上了富含能量较高的动物蛋白。通过这个巧妙的方式，人类才获得了提供大脑运作的额外养料。

可以说，到最后，我们会发现，在众多大脑带来的好处之中，只有群体合作，更准确来说是，基于“善择”的好善嫉恶的新机制本身，以及它所塑造的更紧密的群体合作状态，让大脑出现了全新的进化理由。而好善嫉恶机制才是真正难以进化出来，所需条件众多，而且又容易在初期被扼杀的罕见特征。因此，我们有理由认为，好善嫉恶的机制创造了大脑，而不是相反。而好善嫉恶所建立的深度合作机制，又进一步让专业的脑力活动和工具生产者获得了生存的土壤，并为后来的工具与科学的爆发式发展掀开了生命史最辉煌的新篇章。

大脑作用演化图：

我们回想前文提到的人类大脑的基因和大猩猩非常相似，可能只是一些关键点位的突变导致。人们普遍对这些发现表示惊讶，这里面的深层原因是人们内心深处始终认为生物是向着越来越适应自然的方向进化的这一惯性思维；人们普遍认为发达的大脑会增加人类的自然适应度。人们甚至会认为，之所以灵长类动物，乃至其它哺乳动物都没有进化出如此庞大和复杂的大脑是因为人类的大脑“很难”进化出来。

但事实上，进化的重点和难点并不在于某些特定的性状，在千百万年的时间跨度里面，在足够大的种群数量里面，适应环境的性状不难出现。真正难的是孕育这些性状的“对抗演化环境”。而对大脑而言，好善嫉恶的机制就是这样的一种“环境”。

王石先生在《罗马人的故事》的序言中写道：“罗马人技术不如伊特鲁里亚人，智力不如希腊人，体力不如高卢人，经商不如迦太基人，却能一一打败这些部族”。王石先生指出这是因为罗马人的宽容精神。但更深一层次地想，其实是罗马人的道德品质。

其实我们也可以用类似的方式来总结智人的成就：

智人速度不如猎豹，凶猛不如狮子，爬树不如猴子，灵巧不如花猫，听力不如野兔，反应不如老鼠，视力不如猎鹰，健硕不如猩猩，大脑不如尼安德特人。

但智人却可以一一“战胜”这些对手，甚至把它们化为己用，这是为什么呢？读完这篇文章，我相信大家心中已有答案。

如果有一天，我们来到另外一个星球，如果主宰该星球的生物具有高等智慧，那么他们很可能也是通过了好善嫉恶这个进化进程。如果他们灭绝了，也很可能是因为群体规模爆炸，破坏了好善嫉恶的机制造成。否则他们的主宰者可能是恐龙这种把个体能力发展到极致的生物，抑或是蚂蚁或蜜蜂这种超个体机制的动物，但他们都不太可能进化出复杂的大脑和高度的智慧。

这里有一个扩展问题，尼安德特人的大脑比智人更发达，为什么最终智人淘汰了尼安德特人？

想要了解本文数理逻辑严谨性的朋友可以研究一下程序模拟的结果：

以上内容部分摘自我的专栏文章：

想要对生物演化、人类起源、美德起源、人类社会发展规律等问题进行更深入的探索，可以参考我的对抗演化：

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  xuanjing 网友的相关建议: 
      

高赞答案说的很好了。

我再推荐一个讲古生物的B站UP主，芳斯塔芙的个人空间_哔哩哔哩_Bilibili

我不是专门搞古生物这个专业的，但是对进化论还是有一定认识。

虽然大家都说没有进化论，只有演化论，演化没有方向，只有适者生存。

这个观点当然是对的，但如果你跟踪地球的演化史，那么你会发现，从长期来看，生物的演化的确有越来越复杂，越来越高级的倾向。

当然，因为我们目前的全部信息只有地球的生物演化史，所以这个结论是否是地球的特例还是所有星球的生物演化都有类似的规律还不得而知。我个人猜测，如果换成三体星那样不太稳定的星球环境和生态结构，可能会有不一样的生物演化规律也说不定。因为在三体星系，没有足够长的时间来演化出复杂高级的生物和生态系统，整个生物圈在比较短的时间内就要遭受一次大灭绝。这样的环境，必然会让生物的演化往对抗极端环境去演进。

假设地球的生物演化史的确遵守越来越复杂和越来越高级的总体倾向，那么高度发达的大脑出现就是一个必然事件了。因为演化的压力，让所有的动物演化，都不断的倾向于更发达的感觉器官，更灵巧迅速的运动器官，以及更加复杂智能的决策，对于群居动物还要更加复杂可靠的信息交流系统，而这些背后都需要一个更加发达的大脑和神经系统提供支持。

事实上，不谈陆地上我们的近亲灵长类，海洋中的海豚同样有高度发达的大脑。如果没有人类出现，让演化持续进行下去，谁能保证海豚不会建立起它们的文明呢？

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