人类身体常被比作一台由无数部件组成的精密机器。从细胞层面的微观结构,到四肢、眼睛、肝脏和大脑,这一体系是在约四十亿年的演化历程中逐步“拼装”而成的。
尽管如此,科学界仍在探讨人类为何进化成如今的形态。其中两个长期引发讨论的特征是:人类为何拥有在哺乳动物中独一无二的下巴,以及为何在人类体重相当的前提下,人类睾丸的体积约为大猩猩的三倍,却仅为黑猩猩的五分之一。
伦敦大学学院动物学与比较解剖学乔德雷尔教授马克斯·特尔福德在其新书《生命之树》中指出,关于这些“为什么”的问题,科学界仍在寻找答案,但部分线索已经浮现。
进化树上的“部件装配顺序”
进化研究显示,从最初的简单生命形态出发,各类物种在生命之树上沿着不同分支逐渐分化。人类在这一树状结构中,先归入动物,再进入脊椎动物、哺乳动物、灵长类等越来越专门化的分支。
通过比较这些分支所共有的物种群,研究人员可以推断不同身体部位出现的大致先后顺序。例如,身体和肠道是动物这一分支的“发明”,早于脊椎动物分支中出现的脊柱和四肢;乳汁和毛发属于哺乳动物的特征,早于灵长类特有的指甲。
科学家可以分别研究每一种身体结构为何会在进化中出现,但这种研究在一个前提下更具说服力:该特征在生命之树的不同分支上曾多次独立演化。这种现象被称为“趋同进化”。
趋同进化有时会干扰物种亲缘关系的判断。例如,燕子和雨燕曾被视为近亲,但基于DNA和骨骼的最新研究显示,燕子与猫头鹰的亲缘关系比与雨燕更近。不过,当趋同进化被视作一种“自然实验”时,它也为解释某些特征的功能提供了重要依据。
睾丸大小与交配系统
灵长类睾丸大小是趋同进化研究中的经典案例之一。以阿比西尼亚黑白疣猴和帽猴为例,两者成年雄性体型相近,但睾丸重量差异显著:前者约3克,后者可达48克。
针对这种差异,可以提出多种假设。例如,大睾丸是否类似孔雀尾巴,主要起到吸引雌性的作用,而非直接提升生理功能。但研究者认为,更具解释力的假设与交配系统有关。
雄性疣猴之间会发生激烈竞争,以获得一群只与其交配的雌性“后宫”。在这种模式下,单一雄性垄断交配机会,理论上只需产生维持受孕所需的最低限度精子即可。相比之下,帽猴生活在约30只个体组成的混合群体中,群体内普遍存在多配偶制:雄性会与多只雌性交配,雌性也会与多只雄性交配,精子之间的竞争更为直接。
在这种情形下,较大的睾丸可以产生更多精子,从而在精子竞争中占据优势,提高基因传递的概率。要验证这一解释,单一物种的观察并不足够,趋同进化提供了更广泛的“对照”。

在更大范围内考察哺乳动物分支,可以发现多个类群中都独立演化出不同大小的睾丸。在几乎所有这些独立案例中,较大睾丸通常出现在多配偶物种中,而较小睾丸则多见于一夫一妻或后宫制物种。
类似的模式也出现在其他灵长类和海洋哺乳动物中。一只睾丸较小的银背雄性大猩猩通常独占后宫;而睾丸较大的黑猩猩和倭黑猩猩则表现出高度多配偶的交配行为。海豚的睾丸在哺乳动物中尤为突出,可达体重的4%,折算到人类体型相当于约3公斤。尽管野生海豚的交配行为难以系统研究,但旋转海豚被观察到参与名为“wuzzles”的群体交配活动,与上述相关性相符。
正是通过这些在不同类群中反复出现的“自然实验”,研究人员得以在哺乳动物中建立起睾丸大小与交配系统之间的一致相关性。就人类而言,睾丸大小处于中间水平,介于大猩猩和黑猩猩之间。
人类下巴的独特性与研究困境
与睾丸大小不同,人类下巴的进化原因至今缺乏类似的趋同进化证据支持。人类下巴长期是科学界讨论其功能的焦点之一。
目前,关于人类下巴的功能存在多种假说,包括:
- 为增强下颌在搏斗中的抗冲击能力;
- 作为突出男性胡须、增强视觉信号的结构基础;
- 作为烹饪出现、食物变软后下颌骨退化的副产品,即一个不再承担明确功能的面部突起。
然而,现有化石和现生物种资料显示,在所有已知哺乳动物中,仅人类拥有这种明确突出的下巴结构,甚至与人类关系极近的尼安德特人也不具备同样形态的下巴。
正因为缺乏在其他物种中反复出现的类似结构,研究人员难以像研究睾丸大小那样,通过比较不同类群的趋同进化来检验各类假说。尽管关于人类下巴的功能和起源已经提出了多种合理设想,但目前尚无公认的、可通过多物种对比验证的解释框架。
特尔福德指出,在现有证据条件下,人类某些天生特征的成因,可能在相当长时间内仍将保持开放状态。
作者:马克斯·特尔福德(Max Telford),伦敦大学学院动物学与比较解剖学乔德雷尔教授。
本文依据知识共享许可协议转载自网站“The Conversation”。原文链接:https://theconversation.com/why-evolution-can-explain-human-testicle-size-but-not-our-unique-chins-259419
