氣溫如何影響人類身形?

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人類頭骨及大腿骨顯然隨進化而變大。 圖片來源:Science Codex/Twitter

長久以來,人類在進化中最明顯的,是身體及大腦尺寸隨時間變大。最近一項新研究嘗試利用由人類化石得出的數據,再結合其身處時代的氣候模式作分析,發現氣候確會對身體及大腦大小造成影響,而這種進化模式其實與其他物種相近。

現代人類在物種上屬於智人(Homo sapiens),約在 30 萬年前出現。而智人比早期人類的身形大得多,大腦亦比 100 萬年前的人類大 3 倍。不過,科學界對影響人類進化趨勢的因素莫衷一是。這促使劍橋大學與德國圖賓根大學(Universität Tübingen)的研究小組,將 300 多塊來自人類屬(Homo genus)化石的數據,結合氣候模式,以確定氣候在推動進化方面起甚麼作用。

用作研究的化石來自不同時期,跨越百萬年,包括中更新世人(Mid-Pleistocene Homo)、尼安德特人(Homo neanderthalensis)及更新世智人(Pleistocene Homo sapiens),團隊首先確定化石擁有者仍在生時,所經歷的溫度、降水及其他氣候狀況,發現溫度與體型之間確實存在密切聯繫,研究最終發表在科學期刊「自然通訊」(Nature Communications)。圖賓根大學研究員兼研究共同首席作者 Manuel Will 指出:「天氣愈冷,人類的體型就愈大。」更大的身體有利產生更多熱量,但消耗卻相對較少,因即使身體變大,體表面積也不會以相同的速度膨脹,體表散熱比率會因此變小,身體就能更好地保存熱量。

這種氣候及體重之間的關係,亦符合動物界的「伯格曼法則」(Bergmann’s rule)。該法則預計動物在較冷的環境中體重會較重,而在較溫暖的環境中體重則較輕。熊科動物就有類似情況,生活在北極的北極熊比生活氣候相對溫暖的棕熊重得多。沒有參與這次研究的生物學與生物化學系高級講師 Nick Longrich 評論指:「並不完全令人驚訝。有趣的是,在這方面,我們的進化與其他哺乳動物沒有甚麼不同。在獲取及流失熱量方面,我們有類似問題,所以看來彼此是以類似的方式進化。」不過 Will 提醒,雖然目前氣候正在變暖,也不能就此假設人類的身體會因此變小。

此外,研究更發現大腦大小與氣候之間亦有關聯,不過相對較為輕微:穩定的氣候,與更大的大腦有關,因生活在氣候穩定程度不同的環境,飲食需求也會有所不同。Will 說:「(氣候)愈穩定,大腦就愈大。因為人需要大量的能量,才能維持體積較大的大腦運作。在穩定的環境中,人可以找到更穩定的食物來源,所以可能有足夠營養以提供能量所需。」