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人和人为什么长得那么不一样?

科普小知识2022-10-27 21:24:06
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人和人为什么长得那么不一样?

加州大学伯克利分校的最新研究表明,从人脸进化而来的个性化特征避免了在复杂的社会群体中“将一个人误认为另一个人”。该研究论文发表在9月16日的《自然通讯》上。果壳网采访了该论文的作者迈克尔·希恩。

人脸识别在人类社会交往过程中起着重要的作用,科学家们对此背后的认知机制进行了更深入的研究。然而,为了实现准确的识别,认知能力只是一部分,而另一个重要原因是群体中的表型差异——与其他动物或其他人体部位相比,人脸的多样性非常高,容易识别。

人和人为什么长得那么不一样?

与许多其他动物相比,人类有更多的个体面孔。

先前的研究表明,保持高水平表型多样性的选择压力属于“负频率依赖选择(NFDS)”。这种选择偏向于罕见的特征,这被认为是欧洲头发颜色和虹膜颜色多样化的原因,最近的一项研究发现。男性胡须的多样性也与此相关。那么具有如此独特个性的人脸是如何进化的呢?研究人员决定从形态学和基因开始。

首先,研究人员利用20世纪80年代美国军人的数据获得了18张脸和46张非脸的线性距离测量值,并分别分析了非洲和欧洲的男性和女性。个体的特征通常是相关的,例如,体型较大的人通常有较大的身体部位。然而,结果显示面部特征之间的相关性比身体其他部分的相关性低得多。例如,长鼻子的人可能没有宽鼻子。低相关性的面部特征有助于增加面部表型的多样性,从而有助于识别过程。

希恩向壳牌网解释道,“这些数字来自20世纪80年代的美国军人。我们分析了非洲裔美国人和欧洲裔美国人的数据,因为这两个群体的样本量足够大。考虑到当时美国士兵的种族背景,我认为这些数据不能很好地反映其他种族,所以我们没有分析其他种族。如果我们能找到其他种族的类似数据,我们也有兴趣进行研究。然而,我怀疑类似的结果会在其他比赛中实现。”

人和人为什么长得那么不一样?

面部特征之间的相关性低于身体其他部位。在左边,可以看到手的长度和手掌的宽度有一定的相关性,而鼻子的长度和鼻翼的宽度相关性很低。

然后,他们使用国际千人基因组计划的数据来分析基因组中负频率依赖的选择标记序列,这些序列分布在先前确认的与欧洲人面部外貌差异相关的单核苷酸多态性(SNPs)周围。结果表明,与非基因序列和身高相关基因序列相比,与面部外貌相关的基因组序列的多样性更高。较高的外观和基因多样性表明人脸的进化符合负频率依赖选择。

通过对人类基因位点的比较和分析,发现不同种族间多样性增加的基因序列具有一定的一致性。这些序列通常来自非洲,这些序列的部分缺失导致其他种族面部特征的形成。此外,对尼安德特人基因组中相同序列的分析也发现了这种相似性,表明这些基因变异可能在智人出现之前就已经存在了。

人们不同的面孔在社会活动中扮演什么角色?辛向果壳网解释道:“对其他动物个体身份的研究表明,与其他个体混淆的成本越高,个体的外貌就越独特,混淆的可能性就越小。与他人混淆会有很多代价。例如,如果有人想打另一个人,但他们打你是因为你看起来太像那个人;或者,也许你取得了一些成就,而看起来像是你的人代替你赢得了荣誉,那太糟糕了。显然,人类社会中发生的具体情况比这些例子要复杂得多,但是既然我们花了这么多时间来理解社会对象,很明显,个人身份在生活的各个方面都扮演着非常重要的角色。一般来说,可辨认的面孔可以帮助我们避免不必要的惩罚,并得到我们应得的奖励。然而,在某些情况下,人们也需要隐藏自己的身份,比如在抢劫银行时。然而,总的来说,拥有个体差异肯定更好,否则人类就不会有今天每个人都有的不同面孔。”

关于未来的研究项目,辛向果壳网络透露:“由于没有其他灵长类动物面部形态的类似数据,我们仍然不知道为什么人类有比他们更独特的脸。事实上,导致人类独特面部特征的选择压力也可能存在于其他灵长类动物中。我计划研究个体特征如何影响人或其他动物的社会交往。我希望其他对这个问题感兴趣的科学家能参与这个领域的研究。”