最近的研究挑战了“人类童年较长是由于大脑尺寸较大”这一理论。相反，对早期人类牙齿化石的分析表明，长期的发育对于加强文化学习和知识共享是必要的，这后来导致了更大的大脑和更长的寿命。
与类人猿相比，人类的童年格外漫长。在此期间，父母和其他成年人为他们的身体和认知发展做出贡献，确保他们获得在人类群体复杂的社会环境中茁壮成长所需的所有认知技能。
流行的理论认为，现代人类生长期的延长是大脑尺寸增大的结果，大脑尺寸增大需要大量能量才能生长。然而，一项针对特定化石物种牙齿生长的新研究表明，“大脑越大，童年越长”的假说可能需要修改。
牙齿是关键
这项研究由苏黎世大学（瑞士）、欧洲同步辐射装置（ESRF，法国格勒诺布尔）和格鲁吉亚国家博物馆（格鲁吉亚）的科学家进行，并发表在《自然》杂志上，使用同步加速器成像技术检查了牙齿乔治亚州德马尼西遗址发现的近成年早期人类化石的发育，其历史可以追溯到大约 177 万年前。
“童年和认知不会石化，所以我们必须依赖间接信息。牙齿是理想的选择，因为它们石化得很好，每天都会产生年轮，就像树木产生年轮，记录它们的发育一样，”苏黎世大学的 Christoph Zollikofer 解释道以及该出版物的第一作者。
“牙齿的发育与身体其他部位的发育密切相关，包括大脑的发育。因此，获得化石原始牙齿的生长细节可以提供有关其整体生长的丰富信息。”保罗·塔弗罗的研究补充道。
18年研究
该项目于 2005 年启动，此前 ESRF 在使用相差同步加速器断层扫描技术对牙齿微观结构进行无损分析方面取得了初步成功。该技术使科学家能够创建化石牙齿的虚拟显微切片。该标本中生长结构的卓越保存质量使其牙齿生长的所有阶段（从出生到死亡）都能够以前所未有的精度重建。在某种程度上，科学家实际上已经再生了这种原始人类的牙齿。
该项目从2005年的初步构想到2023年的最终结果，历时近18年。科学家于2006年首次扫描了牙齿，并于2007年获得了化石死亡年龄的初步结果。
“我们期望发现早期原始人类典型的牙齿发育，接近类人猿的牙齿发育，或者接近现代人类的牙齿发育。当我们得到第一个结果时，我们简直不敢相信我们所看到的，因为它是不同，这意味着臼齿冠比任何其他古人类化石或现存巨猿生长得更快，”塔费罗解释道。
在接下来的几年里，随着牙科同步加速器成像技术的进步，我们使用不同的方法进行了五次实验和四次完整的分析。由于所有结果都指向同一个方向，并且可能对“大脑大，童年长”的假说产生强烈影响，因此科学家们必须跳出框框思考才能理解这块化石。塔夫罗总结道：“从技术上和智力上来说，这是一个缓慢的成熟过程，才得出我们今天发表的假设。”
牙齿发育模式的进化意义
研究合著者文森特·贝兰德（Vincent Beland）解释说：“结果表明，该个体在 11 岁至 12 岁之间死亡，此时他的智齿已经萌出，正如这个年龄段的类人猿所预期的那样。”研究小组发现，化石的牙齿成熟模式与人类惊人相似，后牙在发育的前五年落后于门牙。
该研究的合著者、苏黎世大学的马西娅·庞塞·德莱昂解释说：“这表明乳牙的使用时间比猿类更长，而且这种早期人类物种的儿童比猿类更依赖成年人。”可能是第一个延长童年的进化实验。”
挑战既定的进化理论
这就是“大脑大，童年长”的假说发挥作用的地方。早期人属个体的大脑并不比类人猿或南方古猿大多少，但他们的寿命可能更长。事实上，在德马尼西发现的一个头骨是一个非常古老的个体的头骨，在生命的最后几年已经没有牙齿了。该研究的合著者、佐治亚州立博物馆的戴维·洛德基帕德尼泽 (David Lodkipardenidze) 评论道：“这样一个年老的个体能够在没有牙齿的情况下存活数年，这一事实表明这个群体受到了其他成员的良好照顾。”他们拥有最多的经验，因此他们在社区中的作用可能是将他们的知识传授给年轻人，这种三代结构是人类文化传播的一个基本方面。
众所周知，幼儿可以保留大量信息，这要归功于他们不成熟的大脑的可塑性。然而，他们需要记住的信息越多，他们花费的时间就越长。
这就是新假设出现的地方。与此同时，随着文化传播的增加，儿童的成长可能会放缓，使得老年人与年轻人之间的信息交流变得越来越重要。这种遗传使他们能够更好地利用可用资源，同时发展出更复杂的行为，从而赋予他们更长的童年（可能还有更长的寿命）的进化优势。
一旦这种机制到位，自然选择就可以影响文化传播，而不仅仅是生物特征。然后，随着传输信息量的增加，进化有利于大脑尺寸的增加并推迟成年期，这样我们既可以在童年时期学到更多知识，又有时间在有限的食物资源下成长得更大。脑。
因此，导致人类发育缓慢的可能不是大脑尺寸的进化增加，而是更长的童年和有利于生物文化进化的三代结构。这些机制反过来又会导致大脑尺寸增大、成年期延长和寿命延长。因此，研究这个特殊化石的牙齿可以鼓励研究人员重新考虑导致我们自己的物种——智人的进化机制。
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