子宮內的胎盤和激素水平可能是人類進化的關鍵驅動力


子宮內的胎盤和激素水平可能是人類進化的關鍵驅動力


子宮內胎兒和大腦模型 。來源:劍橋大學
據劍橋大學:劍橋大學和牛津大學的研究人員提出的一項新假設表明,胎盤及其產生的激素可能在人類大腦的進化中發揮了至關重要的作用,同時也導致了使人類社會能夠蓬勃發展和擴張的行為特征 。
Alex Tsompanidis:“我們的假設將懷孕作為我們物種故事的核心”
劍橋大學自閉癥研究中心的高級研究員、這項新研究的主要作者Alex Tsompanidis博士說:“產前類固醇激素水平的微小變化 , 如睪酮和雌激素,可以預測嬰兒的社會和認知學習速度,甚至自閉癥等疾病的可能性 。這促使我們考慮它們與人類進化的相關性 。”
人類大腦進化的一種解釋可能是人類適應社交的方式 。牛津大學進化生物學家、這項新研究的聯合資深作者羅賓·鄧巴教授說:“我們早就知道,生活在更大、更復雜的社會群體中與大腦大小的增加有關 。但我們仍然不知道是什么機制將人類的這些行為和身體適應聯系起來的 。”
在今天發表在《進化人類學》上的這篇新論文中 , 研究人員現在提出,這種機制可能存在于產前性類固醇激素中,如睪酮或雌激素,以及這些激素影響人類大腦發育和行為的方式 。
使用“迷你大腦”——在培養皿中從供體干細胞中生長的人類神經元細胞簇——其他科學家首次能夠研究這些激素對人腦的影響 。最近的發現表明,睪酮可以增加大腦的大小 , 而雌激素可以改善神經元之間的連接 。
在人類和黑猩猩、大猩猩等其他靈長類動物中,胎盤可以連接母親和嬰兒的內分泌系統,產生不同數量的這些激素 。
劍橋大學洛克滋養層研究中心創始主任、這篇新論文的合著者格雷厄姆·伯頓教授說:“胎盤調節懷孕的持續時間和胎兒的營養供應,這兩者對于我們物種特有的大大腦的發育至關重要 。但人類胎盤相對于其他靈長類動物的優勢尚不清楚 。”
之前的兩項研究表明,人類懷孕期間的雌激素水平高于其他靈長類動物 。
人類作為一個物種的另一個特征是我們形成和維持大型社會群體的能力 , 這些群體比其他靈長類動物和其他已滅絕的物種(如尼安德特人)更大 。但要做到這一點,人類必須以保持高水平生育能力的方式進行適應,同時減少大型群體對配偶和資源的競爭 。
產前性類固醇激素 , 如睪酮和雌激素,對于調節男性和女性互動和發育的方式也很重要,這一過程被稱為性別分化 。例如,與雌激素相比,睪酮水平較高會導致解剖結構(如身體大小和力量)和行為(如競爭)中出現更多類似男性的特征 。
但在人類中,雖然存在這些平均性別差異 , 但與我們最接近的靈長類親屬和其他已滅絕的人類物種(如尼安德特人)相比,它們有所減少 。相反,人類特有的解剖特征似乎更多地與女性而非男性的生物學方面以及雌激素的影響有關(例如,體毛減少,第二和第四指之間的比例很大) 。
研究人員提出,解釋這一現象的關鍵可能再次在于胎盤,胎盤利用一種名為芳香化酶的酶迅速將睪酮轉化為雌激素 。最近的發現表明,與獼猴相比,人類的芳香化酶水平更高 , 雄性可能比雌性略高 。
結合所有這些證據,作者提出 , 子宮內高水平的產前性類固醇激素,再加上胎盤功能的增強 , 可能使人類大腦更大,相互聯系更緊密 。與此同時,雄激素(如睪酮)與雌激素的較低比例可能導致男性之間的競爭減少,同時也提高了女性的生育能力,使人類能夠形成更大、更有凝聚力的社會群體 。
劍橋大學自閉癥研究中心主任、該論文的聯合資深作者Simon Baron-Cohen教授說:“過去20年來 , 我們一直在研究產前性類固醇對神經發育的影響 。這導致發現產前性類固醇對于人類群體的神經多樣性很重要 。這一新假設進一步證明,這些激素也可能影響了人類大腦的進化 。”
Tsompanidis博士補充道:“我們的假設將懷孕置于我們作為一個物種的故事的核心 。人類大腦是非凡而獨特的,但它不是在真空中發育的 。胎盤的適應及其產生性類固醇激素的方式可能對我們大腦的進化以及使我們成為人類的認知和社會特征的出現至關重要 。”
參考:Tsompanidis,A等人 。人類大腦進化的胎盤類固醇假說 。進化人類學;2025年6月20日;DOI: 10.1002/evan.70003