WikiEdge:BioRxiv-2024.09.17.613411

• 标题：The coevolution of encephalization and manual dexterity in hominins and other primates
• 中文标题：人类和其他灵长类动物的脑化和手部灵巧性的共演化
• 发布日期：2024-09-21
• 作者：Baker, J.; Barton, R. A.; Venditti, C.
• 分类：evolutionary biology
• 原文链接：10.1101/2024.09.17.613411

摘要：人类的手是我们最显著的特征之一。我们有长而可对抗的拇指和一系列其他特征，这些特征被认为是适应于与环境互动和操纵环境的适应性，从字面上扩展了我们的认知能力的范围。因此，增强的操纵灵巧、工具使用和大脑大小的增加被认为是我们祖先进化的关键特征。这个假设预测，解剖灵巧和大脑大小是共同演化的，这应该在手的形态中有所体现。为了测试这个假设，以及理解人类演化可能如何偏离任何一般的灵长类趋势，我们收集了94种灭绝和现存灵长类物种的手指长度、拇指长度和大脑大小的数据集。使用系统比较方法，我们揭示了大脑大小和相对拇指长度之间的强烈灵长类关联。我们进一步证明，这种一般关联准确地预测了这些特征在人类中的共同演化。虽然人类的拇指相比其他灵长类物种显著长，但我们推断它们是由作用于整个灵长类秩序的同一基础演化过程产生的：与专门的神经控制过程相关的增加的操纵能力。我们恢复的关系与操纵、工具使用和认知之间的正反馈一致，因此可能在一定程度上解释了灵长类，特别是人类大脑大小的演化趋势。我们的结果强调了操纵能力在认知演化中的作用，并强调了神经和身体适应性是相互联系的。

问题与动机

作者面对的研究问题包括：

• 人类的手部特征，特别是长拇指，是如何与其他灵长类动物的手部特征共同进化的？
• 灵长类动物的大脑大小和手部操作能力（以手指长度和拇指长度为指标）之间是否存在共同进化的关系？
• 人类祖先的进化是否偏离了其他灵长类动物的一般趋势？
• 人类和其他灵长类动物的大脑大小与相对拇指长度之间的关联是否普遍存在？
• 人类祖先的长拇指是否是与其他灵长类动物不同的特殊适应？
• 人类祖先的长拇指是否与提高认知能力相关联，特别是与操作能力相关的？
• 人类祖先的长拇指是否与工具使用和制造有关？

背景介绍

这篇文献的背景主要集中在以下几个方面：

人类手部特征的演化

• 人类的手部特征，特别是长而对立的拇指和其他特征，被认为是与环境互动和操作环境的适应性特征，实际上扩展了我们的认知能力。
• 增强的操作灵巧性、工具使用和大脑尺寸的增加被认为是我们祖先演化的关键特征。
• 这一假设预测解剖学上的灵巧性和大脑尺寸是共同演化的，并且这应该在手的形态上有所体现。

灵巧性和大脑尺寸的共同演化

• 在人类中，手动灵巧性和认知功能之间的关联在实验环境中得到了很好的建立，通常认为认知能力与工具使用和灵巧性相关。
• 工具使用在几种灵长类动物中都有观察到，实际上是更广泛的与提取性觅食相关的技能的一种表现。
• 这些行为需要增加视觉-运动和认知技能，例如学习和执行复杂动作序列的能力，并已与大脑尺寸相关联。

灵长类动物大脑尺寸与操作灵巧性的关联

• 有趣的是，有证据表明复杂的操作行为与灵长类动物的大脑尺寸共同演化，但这在形态特征上如何反映出来，这些特征是响应自然选择而变化的，并促进行为？
• 专注于形态学可以增强我们对操作和神经认知演化之间相互关系重要性的理解。
• 此外，我们还可以在像我们自己的祖先这样的灭绝物种中测试它们——在这些物种中行为是不可观的。

综上所述，这篇文献的背景强调了灵长类动物中大脑尺寸与手动灵巧性之间关系的探索，以及这种关系如何在人类和其他灵长类动物中共同演化。