2013年12月2日 星期一

推動靈長類演化發生的蛇


撰文/賴光儀

"耶和華 神對蛇說:你既做了這事,就必受咒詛,比一切的牲畜野獸更甚。你必用肚子行走,終身吃土。
我又要叫你和女人彼此為仇;你的後裔和女人的後裔也彼此為仇。女人的後裔要傷你的頭;你要傷他的腳跟。"
-《創世紀》 3:14-15,中文和合本

伊甸園的故事,相信大家都不陌生。惡魔變化成的蛇,誘惑人類祖先吃下知善惡樹的果實,從此人類被從伊甸園放逐。而這一段出自舊約聖經的摘錄,清楚的描述了長久以來,人類與蛇在一般的情形下的關係:我們害怕遭蛇咬。至於蛇,似乎也不太喜歡被我們打擾的樣子。
同樣地,在最近關於人與蛇的關係,如同其在亞伯拉罕諸教之中長期以來一樣,亦在演化與神經科學領域持續掀起一陣陣波瀾與討論。

一、Snake Detection Theory

早在2006年,加州大學臺維斯分校(University of California, Davis)的人類學家Lynne A. Isbell便提出一個備受爭議的假說:蛇類偵測理論(Snake Detection Theory),並於2011年出版與之有關的專著The Fruit, the Tree, and the Serpent: Why We See So Well。此理論大膽地主張:靈長類的出現及演化是由於遭到蛇類掠食而啟動的;若沒有蛇類的掠食,靈長類甚至可能根本不會演化。

由於在演化初期遭蛇類掠食的小型哺乳類中,跟老鼠差不多大小、樹居的靈長類祖先只能依靠其視覺躲避敵人;因此刺激了之後靈長類視覺功能的演化。亦即,現今靈長類的表徵性狀及腦部的某些功能,是長期被蛇類掠食後、天擇的結果。如此一來,依照蛇類偵測理論的主張,現代靈長類的某些性狀與能力,例如雙眼位置朝向前方、以及能夠辨識出特定形狀(例如蛇的身軀),進而「看穿」保護色等偽裝的敏銳視覺,皆是支持此理論的演化證據。另外,在靈長類逐漸演化的過程中,棲地內沒有毒蛇分布的靈長類(例如馬達加斯加島上的狐猴),視力明顯比有蛇相伴的其他靈長類差,也被此理論採用做為證據之一。但是也有研究人類對於威脅的反應的研究者認為此理論太過粗糙,在神經生物學的證據尚嫌不足。

二、神經科學的依據

另一方面,過去神經解剖學家便已發現在靈長類的視丘(thalamus)內,一個叫做pulvinar的神經核,明顯比其他動物大得多。pulvinar的神經元主要協助引導我們的視覺注意力、以及辨識出環境中潛在的威脅。值得注意的是,靈長類pulvinar的某些部分甚至在別的哺乳動物腦中也無法發現。

以此為提示,在美國國家科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)近期線上出版的一篇論文中,來自日本與巴西的跨國研究團隊,加上蛇類偵測理論的提出者Isbell本人,便試圖探索關於蛇類偵測理論的神經科學證據。

研究者進行了一個實驗。首先將電極插入人工培育、從未接觸過任何爬蟲類的兩隻舊大陸獼猴(macaque monkey)腦部。接著讓牠們觀看四種類型的影像:蛇(包含盤卷以及伸直兩種姿態)、獼猴的臉(包含憤怒以及中性兩種表情)、作出各種不同動作的獼猴的手、以及諸如圓形或是星形等等的幾何圖形。在呈現影像同時量測獼猴之medial pulvinardorsolateral pulvinar兩個區域內,大量的單一神經元個別的電位差。

結果,研究者發現有91pulvinar神經元在實驗過程中有活化反應。而這91個神經元當中40%的神經元(一共觀察到37個)對蛇類的圖片有最佳反應,亦即當獼猴觀看的是蛇類的相片時,其反應比起觀看其它類型的影像時活化程度更高。研究者將這40%的神經元稱為snake-best neurons另外這類神經元神經興奮的基礎頻率也較其它的神經元為高、到達動作電位的速度亦比較快。雖然研究者也有觀察到Face-best、hand-best、simple geometrical shape-best的神經元存在,不過比率皆較snake-best為少。

依據此研究的成果,Isbell認定這個研究對於她的理論而言是「第一個神經科學上的支持證據」。靈長類在辨識出蛇類的能力上幾乎是哺乳類之冠,其背後成因雖然仍須再經過反覆驗證確定,但幾乎可以由此研究結果定論這都是pulvinar強大的功能所賜。她也猜測,或許靈長類還以辨識出蛇類的能力為基礎,進一步演化出另一項特有技能:倚賴視覺來引導伸手及抓取的動作。例如將手伸向香蕉、而非一條沉睡的蛇。

三、後天的影響在人類身上也很重要

儘管上述的研究結果支持靈長類具有一套內建的機制,能夠依靠形狀就辨識出非常特定的威脅(例如蛇)。不過一旦涉及到人類時,情況又會複雜許多。雖然我們的先天條件有很大一部分受到pulvinar對於蛇類的威脅反應這個「演化的遺跡」的影響;但是透過一些高等的歷程,像是學習以及記憶,對我們的行為造成的影響也不一定會亞於先天的腦部功能。舉例來說,曾有研究者研究人類對於諸如槍枝、車輛等亦具有威脅性的人造物之反應與對蛇類的威脅反應何者要快;又例如世界上到處都是的、對於爬蟲寵物愛不釋手的怪咖飼主們。這些事例都顯示了,人類的行為仍有很大一部分取決於後天的學習,而與一般的靈長類有所殊異。

四、參考資料

圖:米開朗基羅(Michelangelo),逐出伊甸園。取自維基媒體。

4 則留言:

  1. 覺得這篇很有趣,原來蛇對我們的老祖先有不小的影響:P

    而且會覺得後天的條件似乎對大腦的形成有很大的影響

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    1. 的確,
      最後一段最後一個研究結果就觀察到反而我們對槍枝(學習威脅物)的反應,
      比起對蛇跟憤怒的人臉(本能威脅物)而言還要更強更快。
      所以先天後天才會總是有所爭議吧?
      不過反正真理越辯越明嘛~很好不是嗎?

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  2. 回覆
    1. 哈哈~
      就...不知不覺?
      不然我下次換引用佛經好了,
      回歸我自己的信仰XDD

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