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 pulvinar與dorsolateral 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91個pulvinar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拜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

報導來源：http://news.sciencemag.org/evolution/2013/10/did-snakes-help-build-primate-brain

寫作並參考：http://news.nationalgeographic.com/news/2013/10/131029-snakes-fear-primate-brain-neuroscience/

圖：米開朗基羅(Michelangelo)，逐出伊甸園。取自維基媒體。

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9e/Michelangelo%2C_Fall_and_Expulsion_from_Garden_of_Eden_00.jpg
很難懂的pulvinar：http://en.wikipedia.org/wiki/Pulvinar_nuclei