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2015-09-10 07:22:44
大自然探索 2015年11期
幾乎可以肯定，我們絕大多數(shù)人都是右撇子，科學(xué)家稱(chēng)之為右偏手性。之所以這么肯定，不是因?yàn)轶@人的預(yù)言，而是有科學(xué)證據(jù)：約有90%的人都是右撇子，即每有一個(gè)左撇子，就有九個(gè)右撇子，這個(gè)比值是相當(dāng)穩(wěn)定的，不僅跨越了不同的文化背景和地理區(qū)域，而且可能還貫穿了人類(lèi)進(jìn)化的整個(gè)歷史?？脊艑W(xué)記錄表明，古人類(lèi)以右撇子為主的歷史可回溯到200萬(wàn)年前。2010年一項(xiàng)對(duì)3.2萬(wàn)年前尼安德特人牙齒磨損模式的研究發(fā)現(xiàn)，在這一支已經(jīng)滅絕了的人類(lèi)分支中，右撇子可能占了約88%。
但一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，偏手性之謎一直困擾著科學(xué)家們，盡管偏手性現(xiàn)象——即人們?nèi)绾问褂盟麄兊闹w，對(duì)于每個(gè)人來(lái)說(shuō)都是再熟悉不過(guò)了。為什么人類(lèi)中的絕大多數(shù)都是右偏手性？行為不對(duì)稱(chēng)的生物學(xué)基礎(chǔ)究竟是什么？是右撇子的壓倒性?xún)?yōu)勢(shì)因人類(lèi)文化而得以強(qiáng)化，還是純粹是遺傳基因的產(chǎn)物？英國(guó)圣安德魯斯大學(xué)遺傳學(xué)家西爾維亞·帕拉奇尼說(shuō)：“我們對(duì)偏手性現(xiàn)象知之甚少，無(wú)法科學(xué)地解釋這一現(xiàn)象?！迸晾婺嵴趯ふ抑С秩祟?lèi)用手習(xí)慣的基因。
偏手性的進(jìn)化根源
偏手性等功能性不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象，是脊椎動(dòng)物進(jìn)化的一個(gè)重要部分，既然它如此普遍，無(wú)處不在，那就必定有它的重要意義。
最近科學(xué)家對(duì)于偏手性的進(jìn)化根源有了一些很有趣的發(fā)現(xiàn)，不是來(lái)自于對(duì)人類(lèi)偏手性的研究，而是對(duì)其他動(dòng)物行為和大腦的觀察。一度曾被認(rèn)為是人類(lèi)獨(dú)有的偏手性特性，可能也存在于其他物種的一些個(gè)體中，而在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物中可能還是相當(dāng)普遍的。在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的一些族群中，甚至有明顯的左手偏向性或右手偏向性。
2011年，美國(guó)埃默里大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家比爾·霍普金斯和他的同事在一項(xiàng)對(duì)近800只類(lèi)人猿的研究中發(fā)現(xiàn)，在需要雙手完成的任務(wù)中，它們總會(huì)有一只手起主導(dǎo)作用，而另一只手起輔助作用，大猩猩、黑猩猩和倭黑猩猩通常是右撇子，而紅毛猩猩則普遍偏愛(ài)使用左手。2012年，霍普金斯和其合作者研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)的四川金絲猴族群中絕大多數(shù)都是左撇子。
過(guò)去幾十年里，霍普金斯和他的合作者提供了強(qiáng)有力的證據(jù)表明，黑猩猩表現(xiàn)出明顯的身體偏側(cè)性，它們更喜歡動(dòng)用某一側(cè)身體?；羝战鹚乖趯?duì)圈養(yǎng)黑猩猩的研究中發(fā)現(xiàn)，右手性者占60%～70%。最近對(duì)黑猩猩大腦的掃描顯示，其對(duì)應(yīng)的半邊大腦也呈偏側(cè)性，與高度復(fù)雜人類(lèi)的大腦相類(lèi)似，其偏手性與相對(duì)一側(cè)大腦之間有著明顯的聯(lián)系?；羝战鹚拐f(shuō)：“我認(rèn)為黑猩猩為我們提供了一種有趣的比較，它們?cè)谏飳W(xué)、基因、認(rèn)知和解剖學(xué)上都大量顯示了與人類(lèi)的同源性?！?/p>
從人類(lèi)的靈長(zhǎng)類(lèi)近親身上，我們可以更好地看到人類(lèi)偏手性的進(jìn)化根源。因?yàn)榕c人類(lèi)不同的是，靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的行為較少受到社會(huì)文化和社會(huì)學(xué)習(xí)的影響，更多的是出于生物學(xué)的基本功能?；羝战鹚拐J(rèn)為，靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的用手習(xí)慣不會(huì)受到社會(huì)和文化系統(tǒng)的影響，所以，從某種程度上說(shuō)，對(duì)黑猩猩偏手性的研究，是思考或驗(yàn)證生物系統(tǒng)對(duì)個(gè)體用手習(xí)慣影響的最簡(jiǎn)便的途徑。
偏手性與大腦偏側(cè)性相關(guān)
美國(guó)亞特蘭大附近的耶基斯國(guó)家靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物研究中心里，25歲的黑猩猩羅威娜用右手試圖從一個(gè)塑料管中取出花生醬，這顯然偏離了它平時(shí)慣用左手的典型行為（圖2、圖3）。黑猩猩的行為是純粹的模仿人類(lèi)，還是它們有固有的偏手性?xún)A向？
霍普金斯說(shuō)：“羅威娜是個(gè)左撇子?！睆囊箛?guó)家靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物研究中心的瞭望塔上可以看到，這只25歲的黑猩猩用它的左手食指將塑料管中的花生醬挖出來(lái)。霍普金斯對(duì)羅威娜和其他11只黑猩猩進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)11年的研究，試圖確定靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物是否也有左右手偏向性，如果有，它們是否像人類(lèi)一樣，也習(xí)慣于用右手。
霍普金斯發(fā)現(xiàn)，羅威娜很快就換用右手食指開(kāi)始刮塑料管里的花生醬，這顯然很不尋常。羅威娜的行為說(shuō)明，非人類(lèi)的動(dòng)物中的偏手性現(xiàn)象是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。在其他黑猩猩偏手性測(cè)試任務(wù)中，羅威娜通常都用左手，包括模仿野生黑猩猩在野外用樹(shù)枝工具“釣”白蟻的動(dòng)作。
加拿大阿爾伯塔大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家帕爾默認(rèn)為，霍普金斯的觀察僅僅證明黑猩猩擁有模仿人類(lèi)的能力。靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物素以模仿其他生物，向其他生物學(xué)習(xí)而著名。圈養(yǎng)黑猩猩群體中普遍使用右手偏向性可能是飼養(yǎng)環(huán)境導(dǎo)致的。
但霍普金斯相信他的觀察結(jié)果：他的圈養(yǎng)黑猩猩研究確實(shí)顯示它們擁有與人類(lèi)一樣偏向右手的用手習(xí)慣。他說(shuō)，如果說(shuō)模仿是導(dǎo)致這種偏向性的驅(qū)動(dòng)力，其比例應(yīng)該更接近人類(lèi)90%的右手偏性。他說(shuō)：“如果是受人類(lèi)經(jīng)驗(yàn)和人類(lèi)環(huán)境的影響，黑猩猩群體中應(yīng)該是以右撇子為主，但我們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這樣的結(jié)果?！?/p>
霍普金斯和其他研究人員還發(fā)現(xiàn)，野生黑猩猩使用工具的偏手性，根據(jù)任務(wù)的不同有很大區(qū)別。例如，某些黑猩猩群體捉白蟻時(shí)主要用左手，而其他野生黑猩猩在蘸螞蟻吃時(shí)似乎更喜歡用右手。這種矛盾的結(jié)論來(lái)源于野生靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，他認(rèn)為這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)范圍較小，或?qū)嶒?yàn)任務(wù)設(shè)置涉及用到雙手，導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果可能模糊不清。
大約10年前，霍普金斯用核磁共振等技術(shù)對(duì)有明確偏手性?xún)A向黑猩猩的大腦結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，耶基斯黑猩猩群體中，右撇子與左撇子的大腦皮層中央前回區(qū)域明顯不同。具體點(diǎn)說(shuō)，傾向于用右手來(lái)完成從塑料管中挖取花生醬的黑猩猩，它們大腦左半球的手部運(yùn)動(dòng)區(qū)的腦回比較突出，而左撇子黑猩猩的右半大腦的手部運(yùn)動(dòng)區(qū)的腦回更為顯著（圖4）。
最近霍普金斯發(fā)現(xiàn)，黑猩猩的偏手性?xún)A向體現(xiàn)在它們的交際手勢(shì)上，如鼓掌或向飼養(yǎng)員伸手要食物，其用手偏向性在兩側(cè)大腦前額下回也有體現(xiàn)，這個(gè)區(qū)域相當(dāng)于人類(lèi)大腦的語(yǔ)言產(chǎn)生區(qū)域—布洛卡區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)，用右手做手勢(shì)的黑猩猩姿勢(shì)左前額下回更發(fā)達(dá)，而主要用左手做手勢(shì)的黑猩猩右半側(cè)腦回更明顯。
霍普金斯認(rèn)為，偏手性可能正是大腦偏側(cè)性的副產(chǎn)品，隨著靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的進(jìn)化，這種偏側(cè)性越來(lái)越明顯。而隨著靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的大腦越來(lái)越發(fā)達(dá)，左右兩部分大腦之間的連接則變得相對(duì)較弱，也就是說(shuō)，胼胝體——連接兩半球的神經(jīng)纖維，未能跟上大腦的發(fā)展速度。大腦兩半球之間的溝通相對(duì)變得較少，較發(fā)達(dá)的一側(cè)大腦需要承擔(dān)更多的任務(wù)?；羝战鹚拐J(rèn)為，在這種情況下，偏向于左手或右手的傾向性越來(lái)越明顯，最終導(dǎo)致出現(xiàn)偏手性現(xiàn)象。
研究人員普遍認(rèn)為，人類(lèi)大腦的獨(dú)特之處在于其兩大腦半球的分工不同，語(yǔ)言功能通常由左側(cè)大腦半球負(fù)責(zé)，而空間識(shí)別能力和面部感知能力等認(rèn)知功能，通常是右半球更具優(yōu)勢(shì)。黑猩猩大腦成像研究顯示，黑猩猩也存在與人類(lèi)相類(lèi)似的大腦兩半球差異，這是一個(gè)有趣的新發(fā)現(xiàn)。
偏手性與基因的關(guān)系
如果偏手性是靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物內(nèi)在的一種固有特性，并可追溯到智人登場(chǎng)之前，那么它很可能寫(xiě)在了人類(lèi)和我們的靈長(zhǎng)類(lèi)近親的基因內(nèi)?；羝战鹚箤?duì)黑猩猩大腦不對(duì)稱(chēng)的研究結(jié)果表明，基因很可能是黑猩猩，甚至可能是人類(lèi)偏手性的內(nèi)在原因?；羝战鹚拐f(shuō)：“現(xiàn)在有相當(dāng)有力的證據(jù)顯示，個(gè)人用手習(xí)慣的差異很可能是出自于遺傳因素，但這些特定基因是什么，我們還一無(wú)所知?！?/p>
關(guān)于偏手性的遺傳基礎(chǔ)的另外一些證據(jù)來(lái)自于人類(lèi)進(jìn)化的研究。在一項(xiàng)初步研究中，北愛(ài)爾蘭貝爾法斯特女王大學(xué)的心理學(xué)家彼得·海帕利用超聲波發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)胎兒的一些有趣的現(xiàn)象。12周的胎兒更喜歡動(dòng)右臂而不是左臂，15周的胎兒更喜歡吸吮右手拇指。海帕說(shuō)：“在這個(gè)胎兒時(shí)期，運(yùn)動(dòng)不是由大腦控制的，而是由遺傳控制，但這種控制出自何處，我們還并不清楚?！?/p>
2014年，蘇格蘭圣安德魯斯大學(xué)的帕拉奇尼和她的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)試偏手性的實(shí)驗(yàn)，對(duì)700多名分別有著左右手習(xí)慣的受試者進(jìn)行了用手速度和準(zhǔn)確性的任務(wù)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)了與用手習(xí)慣有著最強(qiáng)聯(lián)系的變異基因PCSK6，該基因同時(shí)也與決定身體組織其他結(jié)構(gòu)和器官方向的酶有著聯(lián)系。帕拉奇尼認(rèn)為，偏手性與包括左右大腦在內(nèi)的身體不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象有著相同的生物學(xué)機(jī)制，可能屬于同一類(lèi)基因。因此，協(xié)調(diào)其他生理不平衡的生物學(xué)機(jī)制，是揭開(kāi)偏手性之謎最有可能的途徑，例如，心臟長(zhǎng)在身體的左邊，肝臟長(zhǎng)在身體的右邊等。她說(shuō)：“我相信控制偏手性的基因有許多也參與了對(duì)身體結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)的控制?！?/p>
但仍有許多人認(rèn)為，偏手性可能不是由基因直接控制的，否則何以解釋某些個(gè)體或某些群體中的左撇子與右撇子之分呢？
加拿大卡爾加里大學(xué)的遺傳學(xué)家弗雷德·比德?tīng)栍脤?shí)驗(yàn)作了一個(gè)有趣的解釋。他的實(shí)驗(yàn)室老鼠顯示個(gè)體的左右手偏向性，但并沒(méi)有形成群體性的偏手性?xún)A向，左撇子與右撇子的比例各占一半。比德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)，使用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的動(dòng)物飼養(yǎng)室，強(qiáng)制訓(xùn)練它們使用某個(gè)特定的爪子來(lái)獲取食物，可以讓嚙齒動(dòng)物群體中的絕大部分都成為左撇子或右撇子；因基因變異導(dǎo)致學(xué)習(xí)能力和記憶能力較強(qiáng)的老鼠，在專(zhuān)門(mén)訓(xùn)練偏手性的特定環(huán)境中，更容易變成左撇子或右撇子。比德?tīng)栒J(rèn)為，實(shí)驗(yàn)表明，真正決定群體偏手性?xún)A向的是其背后的學(xué)習(xí)基因，而不是直接的基因編碼決定了群體中占主導(dǎo)地位的偏手性?xún)A向。
他認(rèn)為，偏手性可能只是因環(huán)境因素導(dǎo)致動(dòng)物使用某只手的可能性超過(guò)另一只手，而產(chǎn)生的一種意想不到的結(jié)果。這種前期傾向性，通過(guò)人們的學(xué)習(xí)和記憶能力，以及鼓勵(lì)孩子們用右手寫(xiě)字等社會(huì)規(guī)范的影響得到進(jìn)一步強(qiáng)化，比德?tīng)栒J(rèn)為，由此形成我們所看到的事實(shí)：人類(lèi)群體中右手性和左手性之比為9：1。
至此，是什么原因?qū)е庐a(chǎn)生人類(lèi)偏手性的問(wèn)題還遠(yuǎn)未解決，偏手性進(jìn)化理論為科學(xué)家普遍接受，該理論認(rèn)為偏手性的起源可追溯到遠(yuǎn)在智人出現(xiàn)之前遙遠(yuǎn)的過(guò)去。研究人員通過(guò)對(duì)一些動(dòng)物個(gè)體和群體的偏手性現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)這些動(dòng)物的“左右爪偏好”與大腦功能和大腦解剖學(xué)上的不對(duì)稱(chēng)、行為上的不對(duì)稱(chēng)有著相當(dāng)密切的聯(lián)系。對(duì)我們的靈長(zhǎng)類(lèi)近親的研究支持了科學(xué)家的一些假設(shè)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了其他動(dòng)物中更多類(lèi)似的偏手性現(xiàn)象。
進(jìn)化心理學(xué)家彼得·麥克奈拉格說(shuō)：“對(duì)脊椎動(dòng)物進(jìn)化調(diào)查得越多，偏手性等功能不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象就愈顯其重要性。如果偏手性無(wú)處不在，顯然它的重要性也是不言而喻的?！?/p>
動(dòng)物中的“左撇子”與“右撇子”
近年來(lái)對(duì)其他哺乳動(dòng)物的一些研究結(jié)果，對(duì)偏手性是人類(lèi)獨(dú)有特性的說(shuō)法提出了挑戰(zhàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)動(dòng)物王國(guó)普遍存在整個(gè)的手、腳、鰭或爪子的偏手性現(xiàn)象。同時(shí)在其他一些動(dòng)物中還存在著一些奇特的偏側(cè)性?xún)A向：小雞崽一般用右眼尋找食物；幼鯨喜歡跟隨在母親的右邊；用一個(gè)氣球覆蓋在蟾蜍的腦袋上，這個(gè)倒霉的家伙通常會(huì)試圖用右前肢將討厭的氣球從腦袋上給弄下來(lái)；如果仔細(xì)觀察一下澳洲鸚鵡，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它抓取食物以及將食物遞送到嘴里時(shí)，通常用的都是左邊的爪子。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，螞蟻也有行為偏側(cè)性。英格蘭布里斯托爾大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將螞蟻放置在迷宮或新巢里，在探索陌生環(huán)境時(shí)，螞蟻幾乎總是向左轉(zhuǎn)彎。研究人員不知道為什么螞蟻會(huì)偏愛(ài)左邊，而不是右邊，但他們有一些假設(shè)，比如：在迷路或被困時(shí)，始終堅(jiān)持一個(gè)方向，是找到出口脫困的最好辦法；或者另一種可能是：螞蟻的基因設(shè)置讓其偏向于向左轉(zhuǎn)彎；研究小組還有一種假設(shè)認(rèn)為，螞蟻可能使用左眼警惕捕食者，而用右眼來(lái)導(dǎo)航。
研究人員認(rèn)為，對(duì)昆蟲(chóng)偏側(cè)性行為生物學(xué)基礎(chǔ)的研究，可以為包括人類(lèi)在內(nèi)的更復(fù)雜動(dòng)物的相似行為提供更多線(xiàn)索。
“左撇子”袋鼠
你若與袋鼠舉行一場(chǎng)拳擊比賽，可要當(dāng)心它的左鉤拳。有袋動(dòng)物通常是左撇子，它們習(xí)慣于用“左手”——哦，不對(duì)，是用它們的左爪子。
袋鼠似乎有著群體一致性的偏手性行為。俄羅斯學(xué)者馬拉什契夫花了18周時(shí)間穿行在澳大利亞的野外，精心拍攝了數(shù)十種野生袋鼠和沙袋鼠日常行為的錄像，無(wú)論是拔草進(jìn)食，還是抓撓鼻子，大部分袋鼠都傾向于使用左上肢。東部灰袋鼠和紅袋鼠這兩種袋鼠在收集食物和梳理毛發(fā)時(shí)用的也是左爪子，但沙袋鼠有一個(gè)例外，它們四肢著地進(jìn)食時(shí)是左右爪子通用的，并沒(méi)有明顯的偏側(cè)傾向性。
對(duì)某些種類(lèi)的袋鼠和沙袋鼠如何進(jìn)化成為“左撇子”的研究，可以幫助科學(xué)家更好地理解人類(lèi)是如何進(jìn)化到如今普通使用右手習(xí)慣的。像我們一樣，袋鼠也是直立雙足行走的，它們的行走方式和用手偏好之間的聯(lián)系可能不僅僅是一種巧合。偏手性的起源備受爭(zhēng)議，但新的研究發(fā)現(xiàn)表明，直立姿勢(shì)是偏手性進(jìn)化的一個(gè)關(guān)鍵。
兩足行走似乎是向偏手性進(jìn)化的一個(gè)觸發(fā)因素，后肢站立可以騰出前肢，按自己的喜好擁有更多的行動(dòng)自由度。
袋鼠研究顯示了直立姿勢(shì)與偏手性之間的聯(lián)系，悉尼動(dòng)物園對(duì)樹(shù)袋鼠的行為觀察也證明了這一點(diǎn)。生活在樹(shù)上的樹(shù)袋鼠，四足行走的時(shí)間遠(yuǎn)多于直立行走，它們?nèi)粘；顒?dòng)中左爪和右爪都用，沒(méi)有明顯的偏向性。
為什么袋鼠用左爪而不用右爪仍是一個(gè)謎。據(jù)馬拉什契夫猜測(cè)，這種偏向性可能是進(jìn)化過(guò)程中的一種隨機(jī)演化，大腦中某種可向左亦可向右的進(jìn)化選擇了向左。有袋動(dòng)物的大腦與我們?nèi)祟?lèi)的大腦是完全不一樣的，它們?nèi)鄙偃祟?lèi)連接左右大腦半球的叫作胼胝體的神經(jīng)纖維束，但偏手性與大腦結(jié)構(gòu)特定元素之間的聯(lián)系還需要進(jìn)一步的研究。
維也納大學(xué)認(rèn)知生物學(xué)家費(fèi)奇希望，袋鼠研究能夠促使科學(xué)家更多關(guān)注和研究其他非靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的偏手性現(xiàn)象，包括袋獾、考拉熊和數(shù)以百計(jì)的其他有袋動(dòng)物。他說(shuō)：“偏手性的研究與爭(zhēng)議主要集中于靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，而對(duì)于其他許多動(dòng)物的偏手性現(xiàn)象我們知之甚少，通過(guò)觀察這些被忽略的動(dòng)物群體，我們也許可以了解到更多的東西?！?/p>
小知識(shí)
人類(lèi)曾被認(rèn)為是唯一有偏手性?xún)A向的物種，據(jù)估計(jì)，每十人中就有九人是右撇子。一些研究表明，至少?gòu)哪岚驳绿厝藭r(shí)開(kāi)始，這一比例一直未有多少改變。一些生物學(xué)家試圖將我們的偏手性現(xiàn)象與人類(lèi)大腦的不對(duì)稱(chēng)聯(lián)系起來(lái)，例如，之前的一些研究認(rèn)為，偏手性的進(jìn)化與大腦語(yǔ)言中樞的進(jìn)化相關(guān)，這符合一些觀測(cè)結(jié)果：90%的右撇子，控制他們右手動(dòng)作的左半球大腦同時(shí)也是大腦語(yǔ)言中樞所在地。但奇怪的是，有70%左撇子的語(yǔ)言中樞也在左半球大腦。
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幾乎可以肯定，我們絕大多數(shù)人都是右撇子，科學(xué)家稱(chēng)之為右偏手性。之所以這么肯定，不是因?yàn)轶@人的預(yù)言，而是有科學(xué)證據(jù)：約有90%的人都是右撇子，即每有一個(gè)左撇子，就有九個(gè)右撇子，這個(gè)比值是相當(dāng)穩(wěn)定的，不僅跨越了不同的文化背景和地理區(qū)域，而且可能還貫穿了人類(lèi)進(jìn)化的整個(gè)歷史?？脊艑W(xué)記錄表明，古人類(lèi)以右撇子為主的歷史可回溯到200萬(wàn)年前。2010年一項(xiàng)對(duì)3.2萬(wàn)年前尼安德特人牙齒磨損模式的研究發(fā)現(xiàn)，在這一支已經(jīng)滅絕了的人類(lèi)分支中，右撇子可能占了約88%。
但一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，偏手性之謎一直困擾著科學(xué)家們，盡管偏手性現(xiàn)象——即人們?nèi)绾问褂盟麄兊闹w，對(duì)于每個(gè)人來(lái)說(shuō)都是再熟悉不過(guò)了。為什么人類(lèi)中的絕大多數(shù)都是右偏手性？行為不對(duì)稱(chēng)的生物學(xué)基礎(chǔ)究竟是什么？是右撇子的壓倒性?xún)?yōu)勢(shì)因人類(lèi)文化而得以強(qiáng)化，還是純粹是遺傳基因的產(chǎn)物？英國(guó)圣安德魯斯大學(xué)遺傳學(xué)家西爾維亞·帕拉奇尼說(shuō)：“我們對(duì)偏手性現(xiàn)象知之甚少，無(wú)法科學(xué)地解釋這一現(xiàn)象?！迸晾婺嵴趯ふ抑С秩祟?lèi)用手習(xí)慣的基因。
偏手性的進(jìn)化根源
偏手性等功能性不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象，是脊椎動(dòng)物進(jìn)化的一個(gè)重要部分，既然它如此普遍，無(wú)處不在，那就必定有它的重要意義。
最近科學(xué)家對(duì)于偏手性的進(jìn)化根源有了一些很有趣的發(fā)現(xiàn)，不是來(lái)自于對(duì)人類(lèi)偏手性的研究，而是對(duì)其他動(dòng)物行為和大腦的觀察。一度曾被認(rèn)為是人類(lèi)獨(dú)有的偏手性特性，可能也存在于其他物種的一些個(gè)體中，而在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物中可能還是相當(dāng)普遍的。在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的一些族群中，甚至有明顯的左手偏向性或右手偏向性。
2011年，美國(guó)埃默里大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家比爾·霍普金斯和他的同事在一項(xiàng)對(duì)近800只類(lèi)人猿的研究中發(fā)現(xiàn)，在需要雙手完成的任務(wù)中，它們總會(huì)有一只手起主導(dǎo)作用，而另一只手起輔助作用，大猩猩、黑猩猩和倭黑猩猩通常是右撇子，而紅毛猩猩則普遍偏愛(ài)使用左手。2012年，霍普金斯和其合作者研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)的四川金絲猴族群中絕大多數(shù)都是左撇子。
過(guò)去幾十年里，霍普金斯和他的合作者提供了強(qiáng)有力的證據(jù)表明，黑猩猩表現(xiàn)出明顯的身體偏側(cè)性，它們更喜歡動(dòng)用某一側(cè)身體?；羝战鹚乖趯?duì)圈養(yǎng)黑猩猩的研究中發(fā)現(xiàn)，右手性者占60%～70%。最近對(duì)黑猩猩大腦的掃描顯示，其對(duì)應(yīng)的半邊大腦也呈偏側(cè)性，與高度復(fù)雜人類(lèi)的大腦相類(lèi)似，其偏手性與相對(duì)一側(cè)大腦之間有著明顯的聯(lián)系?；羝战鹚拐f(shuō)：“我認(rèn)為黑猩猩為我們提供了一種有趣的比較，它們?cè)谏飳W(xué)、基因、認(rèn)知和解剖學(xué)上都大量顯示了與人類(lèi)的同源性?！?/p>
從人類(lèi)的靈長(zhǎng)類(lèi)近親身上，我們可以更好地看到人類(lèi)偏手性的進(jìn)化根源。因?yàn)榕c人類(lèi)不同的是，靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的行為較少受到社會(huì)文化和社會(huì)學(xué)習(xí)的影響，更多的是出于生物學(xué)的基本功能?；羝战鹚拐J(rèn)為，靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的用手習(xí)慣不會(huì)受到社會(huì)和文化系統(tǒng)的影響，所以，從某種程度上說(shuō)，對(duì)黑猩猩偏手性的研究，是思考或驗(yàn)證生物系統(tǒng)對(duì)個(gè)體用手習(xí)慣影響的最簡(jiǎn)便的途徑。
偏手性與大腦偏側(cè)性相關(guān)
美國(guó)亞特蘭大附近的耶基斯國(guó)家靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物研究中心里，25歲的黑猩猩羅威娜用右手試圖從一個(gè)塑料管中取出花生醬，這顯然偏離了它平時(shí)慣用左手的典型行為（圖2、圖3）。黑猩猩的行為是純粹的模仿人類(lèi)，還是它們有固有的偏手性?xún)A向？
霍普金斯說(shuō)：“羅威娜是個(gè)左撇子?！睆囊箛?guó)家靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物研究中心的瞭望塔上可以看到，這只25歲的黑猩猩用它的左手食指將塑料管中的花生醬挖出來(lái)。霍普金斯對(duì)羅威娜和其他11只黑猩猩進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)11年的研究，試圖確定靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物是否也有左右手偏向性，如果有，它們是否像人類(lèi)一樣，也習(xí)慣于用右手。
霍普金斯發(fā)現(xiàn)，羅威娜很快就換用右手食指開(kāi)始刮塑料管里的花生醬，這顯然很不尋常。羅威娜的行為說(shuō)明，非人類(lèi)的動(dòng)物中的偏手性現(xiàn)象是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。在其他黑猩猩偏手性測(cè)試任務(wù)中，羅威娜通常都用左手，包括模仿野生黑猩猩在野外用樹(shù)枝工具“釣”白蟻的動(dòng)作。
加拿大阿爾伯塔大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家帕爾默認(rèn)為，霍普金斯的觀察僅僅證明黑猩猩擁有模仿人類(lèi)的能力。靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物素以模仿其他生物，向其他生物學(xué)習(xí)而著名。圈養(yǎng)黑猩猩群體中普遍使用右手偏向性可能是飼養(yǎng)環(huán)境導(dǎo)致的。
但霍普金斯相信他的觀察結(jié)果：他的圈養(yǎng)黑猩猩研究確實(shí)顯示它們擁有與人類(lèi)一樣偏向右手的用手習(xí)慣。他說(shuō)，如果說(shuō)模仿是導(dǎo)致這種偏向性的驅(qū)動(dòng)力，其比例應(yīng)該更接近人類(lèi)90%的右手偏性。他說(shuō)：“如果是受人類(lèi)經(jīng)驗(yàn)和人類(lèi)環(huán)境的影響，黑猩猩群體中應(yīng)該是以右撇子為主，但我們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這樣的結(jié)果?！?/p>
霍普金斯和其他研究人員還發(fā)現(xiàn)，野生黑猩猩使用工具的偏手性，根據(jù)任務(wù)的不同有很大區(qū)別。例如，某些黑猩猩群體捉白蟻時(shí)主要用左手，而其他野生黑猩猩在蘸螞蟻吃時(shí)似乎更喜歡用右手。這種矛盾的結(jié)論來(lái)源于野生靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，他認(rèn)為這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)范圍較小，或?qū)嶒?yàn)任務(wù)設(shè)置涉及用到雙手，導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果可能模糊不清。
大約10年前，霍普金斯用核磁共振等技術(shù)對(duì)有明確偏手性?xún)A向黑猩猩的大腦結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，耶基斯黑猩猩群體中，右撇子與左撇子的大腦皮層中央前回區(qū)域明顯不同。具體點(diǎn)說(shuō)，傾向于用右手來(lái)完成從塑料管中挖取花生醬的黑猩猩，它們大腦左半球的手部運(yùn)動(dòng)區(qū)的腦回比較突出，而左撇子黑猩猩的右半大腦的手部運(yùn)動(dòng)區(qū)的腦回更為顯著（圖4）。
最近霍普金斯發(fā)現(xiàn)，黑猩猩的偏手性?xún)A向體現(xiàn)在它們的交際手勢(shì)上，如鼓掌或向飼養(yǎng)員伸手要食物，其用手偏向性在兩側(cè)大腦前額下回也有體現(xiàn)，這個(gè)區(qū)域相當(dāng)于人類(lèi)大腦的語(yǔ)言產(chǎn)生區(qū)域—布洛卡區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)，用右手做手勢(shì)的黑猩猩姿勢(shì)左前額下回更發(fā)達(dá)，而主要用左手做手勢(shì)的黑猩猩右半側(cè)腦回更明顯。
霍普金斯認(rèn)為，偏手性可能正是大腦偏側(cè)性的副產(chǎn)品，隨著靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的進(jìn)化，這種偏側(cè)性越來(lái)越明顯。而隨著靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的大腦越來(lái)越發(fā)達(dá)，左右兩部分大腦之間的連接則變得相對(duì)較弱，也就是說(shuō)，胼胝體——連接兩半球的神經(jīng)纖維，未能跟上大腦的發(fā)展速度。大腦兩半球之間的溝通相對(duì)變得較少，較發(fā)達(dá)的一側(cè)大腦需要承擔(dān)更多的任務(wù)?；羝战鹚拐J(rèn)為，在這種情況下，偏向于左手或右手的傾向性越來(lái)越明顯，最終導(dǎo)致出現(xiàn)偏手性現(xiàn)象。
研究人員普遍認(rèn)為，人類(lèi)大腦的獨(dú)特之處在于其兩大腦半球的分工不同，語(yǔ)言功能通常由左側(cè)大腦半球負(fù)責(zé)，而空間識(shí)別能力和面部感知能力等認(rèn)知功能，通常是右半球更具優(yōu)勢(shì)。黑猩猩大腦成像研究顯示，黑猩猩也存在與人類(lèi)相類(lèi)似的大腦兩半球差異，這是一個(gè)有趣的新發(fā)現(xiàn)。
偏手性與基因的關(guān)系
如果偏手性是靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物內(nèi)在的一種固有特性，并可追溯到智人登場(chǎng)之前，那么它很可能寫(xiě)在了人類(lèi)和我們的靈長(zhǎng)類(lèi)近親的基因內(nèi)?；羝战鹚箤?duì)黑猩猩大腦不對(duì)稱(chēng)的研究結(jié)果表明，基因很可能是黑猩猩，甚至可能是人類(lèi)偏手性的內(nèi)在原因?；羝战鹚拐f(shuō)：“現(xiàn)在有相當(dāng)有力的證據(jù)顯示，個(gè)人用手習(xí)慣的差異很可能是出自于遺傳因素，但這些特定基因是什么，我們還一無(wú)所知?！?/p>
關(guān)于偏手性的遺傳基礎(chǔ)的另外一些證據(jù)來(lái)自于人類(lèi)進(jìn)化的研究。在一項(xiàng)初步研究中，北愛(ài)爾蘭貝爾法斯特女王大學(xué)的心理學(xué)家彼得·海帕利用超聲波發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)胎兒的一些有趣的現(xiàn)象。12周的胎兒更喜歡動(dòng)右臂而不是左臂，15周的胎兒更喜歡吸吮右手拇指。海帕說(shuō)：“在這個(gè)胎兒時(shí)期，運(yùn)動(dòng)不是由大腦控制的，而是由遺傳控制，但這種控制出自何處，我們還并不清楚?！?/p>
2014年，蘇格蘭圣安德魯斯大學(xué)的帕拉奇尼和她的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)試偏手性的實(shí)驗(yàn)，對(duì)700多名分別有著左右手習(xí)慣的受試者進(jìn)行了用手速度和準(zhǔn)確性的任務(wù)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)了與用手習(xí)慣有著最強(qiáng)聯(lián)系的變異基因PCSK6，該基因同時(shí)也與決定身體組織其他結(jié)構(gòu)和器官方向的酶有著聯(lián)系。帕拉奇尼認(rèn)為，偏手性與包括左右大腦在內(nèi)的身體不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象有著相同的生物學(xué)機(jī)制，可能屬于同一類(lèi)基因。因此，協(xié)調(diào)其他生理不平衡的生物學(xué)機(jī)制，是揭開(kāi)偏手性之謎最有可能的途徑，例如，心臟長(zhǎng)在身體的左邊，肝臟長(zhǎng)在身體的右邊等。她說(shuō)：“我相信控制偏手性的基因有許多也參與了對(duì)身體結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)的控制?！?/p>
但仍有許多人認(rèn)為，偏手性可能不是由基因直接控制的，否則何以解釋某些個(gè)體或某些群體中的左撇子與右撇子之分呢？
加拿大卡爾加里大學(xué)的遺傳學(xué)家弗雷德·比德?tīng)栍脤?shí)驗(yàn)作了一個(gè)有趣的解釋。他的實(shí)驗(yàn)室老鼠顯示個(gè)體的左右手偏向性，但并沒(méi)有形成群體性的偏手性?xún)A向，左撇子與右撇子的比例各占一半。比德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)，使用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的動(dòng)物飼養(yǎng)室，強(qiáng)制訓(xùn)練它們使用某個(gè)特定的爪子來(lái)獲取食物，可以讓嚙齒動(dòng)物群體中的絕大部分都成為左撇子或右撇子；因基因變異導(dǎo)致學(xué)習(xí)能力和記憶能力較強(qiáng)的老鼠，在專(zhuān)門(mén)訓(xùn)練偏手性的特定環(huán)境中，更容易變成左撇子或右撇子。比德?tīng)栒J(rèn)為，實(shí)驗(yàn)表明，真正決定群體偏手性?xún)A向的是其背后的學(xué)習(xí)基因，而不是直接的基因編碼決定了群體中占主導(dǎo)地位的偏手性?xún)A向。
他認(rèn)為，偏手性可能只是因環(huán)境因素導(dǎo)致動(dòng)物使用某只手的可能性超過(guò)另一只手，而產(chǎn)生的一種意想不到的結(jié)果。這種前期傾向性，通過(guò)人們的學(xué)習(xí)和記憶能力，以及鼓勵(lì)孩子們用右手寫(xiě)字等社會(huì)規(guī)范的影響得到進(jìn)一步強(qiáng)化，比德?tīng)栒J(rèn)為，由此形成我們所看到的事實(shí)：人類(lèi)群體中右手性和左手性之比為9：1。
至此，是什么原因?qū)е庐a(chǎn)生人類(lèi)偏手性的問(wèn)題還遠(yuǎn)未解決，偏手性進(jìn)化理論為科學(xué)家普遍接受，該理論認(rèn)為偏手性的起源可追溯到遠(yuǎn)在智人出現(xiàn)之前遙遠(yuǎn)的過(guò)去。研究人員通過(guò)對(duì)一些動(dòng)物個(gè)體和群體的偏手性現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)這些動(dòng)物的“左右爪偏好”與大腦功能和大腦解剖學(xué)上的不對(duì)稱(chēng)、行為上的不對(duì)稱(chēng)有著相當(dāng)密切的聯(lián)系。對(duì)我們的靈長(zhǎng)類(lèi)近親的研究支持了科學(xué)家的一些假設(shè)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了其他動(dòng)物中更多類(lèi)似的偏手性現(xiàn)象。
進(jìn)化心理學(xué)家彼得·麥克奈拉格說(shuō)：“對(duì)脊椎動(dòng)物進(jìn)化調(diào)查得越多，偏手性等功能不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象就愈顯其重要性。如果偏手性無(wú)處不在，顯然它的重要性也是不言而喻的?！?/p>
動(dòng)物中的“左撇子”與“右撇子”
近年來(lái)對(duì)其他哺乳動(dòng)物的一些研究結(jié)果，對(duì)偏手性是人類(lèi)獨(dú)有特性的說(shuō)法提出了挑戰(zhàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)動(dòng)物王國(guó)普遍存在整個(gè)的手、腳、鰭或爪子的偏手性現(xiàn)象。同時(shí)在其他一些動(dòng)物中還存在著一些奇特的偏側(cè)性?xún)A向：小雞崽一般用右眼尋找食物；幼鯨喜歡跟隨在母親的右邊；用一個(gè)氣球覆蓋在蟾蜍的腦袋上，這個(gè)倒霉的家伙通常會(huì)試圖用右前肢將討厭的氣球從腦袋上給弄下來(lái)；如果仔細(xì)觀察一下澳洲鸚鵡，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它抓取食物以及將食物遞送到嘴里時(shí)，通常用的都是左邊的爪子。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，螞蟻也有行為偏側(cè)性。英格蘭布里斯托爾大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將螞蟻放置在迷宮或新巢里，在探索陌生環(huán)境時(shí)，螞蟻幾乎總是向左轉(zhuǎn)彎。研究人員不知道為什么螞蟻會(huì)偏愛(ài)左邊，而不是右邊，但他們有一些假設(shè)，比如：在迷路或被困時(shí)，始終堅(jiān)持一個(gè)方向，是找到出口脫困的最好辦法；或者另一種可能是：螞蟻的基因設(shè)置讓其偏向于向左轉(zhuǎn)彎；研究小組還有一種假設(shè)認(rèn)為，螞蟻可能使用左眼警惕捕食者，而用右眼來(lái)導(dǎo)航。
研究人員認(rèn)為，對(duì)昆蟲(chóng)偏側(cè)性行為生物學(xué)基礎(chǔ)的研究，可以為包括人類(lèi)在內(nèi)的更復(fù)雜動(dòng)物的相似行為提供更多線(xiàn)索。
“左撇子”袋鼠
你若與袋鼠舉行一場(chǎng)拳擊比賽，可要當(dāng)心它的左鉤拳。有袋動(dòng)物通常是左撇子，它們習(xí)慣于用“左手”——哦，不對(duì)，是用它們的左爪子。
袋鼠似乎有著群體一致性的偏手性行為。俄羅斯學(xué)者馬拉什契夫花了18周時(shí)間穿行在澳大利亞的野外，精心拍攝了數(shù)十種野生袋鼠和沙袋鼠日常行為的錄像，無(wú)論是拔草進(jìn)食，還是抓撓鼻子，大部分袋鼠都傾向于使用左上肢。東部灰袋鼠和紅袋鼠這兩種袋鼠在收集食物和梳理毛發(fā)時(shí)用的也是左爪子，但沙袋鼠有一個(gè)例外，它們四肢著地進(jìn)食時(shí)是左右爪子通用的，并沒(méi)有明顯的偏側(cè)傾向性。
對(duì)某些種類(lèi)的袋鼠和沙袋鼠如何進(jìn)化成為“左撇子”的研究，可以幫助科學(xué)家更好地理解人類(lèi)是如何進(jìn)化到如今普通使用右手習(xí)慣的。像我們一樣，袋鼠也是直立雙足行走的，它們的行走方式和用手偏好之間的聯(lián)系可能不僅僅是一種巧合。偏手性的起源備受爭(zhēng)議，但新的研究發(fā)現(xiàn)表明，直立姿勢(shì)是偏手性進(jìn)化的一個(gè)關(guān)鍵。
兩足行走似乎是向偏手性進(jìn)化的一個(gè)觸發(fā)因素，后肢站立可以騰出前肢，按自己的喜好擁有更多的行動(dòng)自由度。
袋鼠研究顯示了直立姿勢(shì)與偏手性之間的聯(lián)系，悉尼動(dòng)物園對(duì)樹(shù)袋鼠的行為觀察也證明了這一點(diǎn)。生活在樹(shù)上的樹(shù)袋鼠，四足行走的時(shí)間遠(yuǎn)多于直立行走，它們?nèi)粘；顒?dòng)中左爪和右爪都用，沒(méi)有明顯的偏向性。
為什么袋鼠用左爪而不用右爪仍是一個(gè)謎。據(jù)馬拉什契夫猜測(cè)，這種偏向性可能是進(jìn)化過(guò)程中的一種隨機(jī)演化，大腦中某種可向左亦可向右的進(jìn)化選擇了向左。有袋動(dòng)物的大腦與我們?nèi)祟?lèi)的大腦是完全不一樣的，它們?nèi)鄙偃祟?lèi)連接左右大腦半球的叫作胼胝體的神經(jīng)纖維束，但偏手性與大腦結(jié)構(gòu)特定元素之間的聯(lián)系還需要進(jìn)一步的研究。
維也納大學(xué)認(rèn)知生物學(xué)家費(fèi)奇希望，袋鼠研究能夠促使科學(xué)家更多關(guān)注和研究其他非靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的偏手性現(xiàn)象，包括袋獾、考拉熊和數(shù)以百計(jì)的其他有袋動(dòng)物。他說(shuō)：“偏手性的研究與爭(zhēng)議主要集中于靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，而對(duì)于其他許多動(dòng)物的偏手性現(xiàn)象我們知之甚少，通過(guò)觀察這些被忽略的動(dòng)物群體，我們也許可以了解到更多的東西?！?/p>
小知識(shí)
人類(lèi)曾被認(rèn)為是唯一有偏手性?xún)A向的物種，據(jù)估計(jì)，每十人中就有九人是右撇子。一些研究表明，至少?gòu)哪岚驳绿厝藭r(shí)開(kāi)始，這一比例一直未有多少改變。一些生物學(xué)家試圖將我們的偏手性現(xiàn)象與人類(lèi)大腦的不對(duì)稱(chēng)聯(lián)系起來(lái)，例如，之前的一些研究認(rèn)為，偏手性的進(jìn)化與大腦語(yǔ)言中樞的進(jìn)化相關(guān)，這符合一些觀測(cè)結(jié)果：90%的右撇子，控制他們右手動(dòng)作的左半球大腦同時(shí)也是大腦語(yǔ)言中樞所在地。但奇怪的是，有70%左撇子的語(yǔ)言中樞也在左半球大腦。
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