在物種的演化史上, 人類由靈長類中脫穎而出, 而成為主宰世界的關鍵, 是一個純粹偶然的事變? 基因研究的証據顯示, 現代的人類之所以獲得高度的智慧和邏輯能力, 很可能是經由原本一項”失誤”的突變而造成. 以人類(homo seipians)和其血統最為接近的靈長類(primates)比較, 其中最為明顯的不同是大腦體積的差別, 以及下巴突出的程度. 這兩者一進一退的相對關係, 有繫於顱骨形狀的改變, 再加上齒顎肌腱的萎縮.

原始人類和當今的猿人相似, 曾擁有強壯的咬合能力以適應於狩獵為主, 弱肉強食的生活環境. 然而, 約於兩百萬年前時, 一支小規模猿人身上的MHY16基因, 也就是負責肌肉縮張之一的主要蛋白, 因突變所以喪失了相當程度的體積及力量. 雖然肌肉萎縮的影響遍及全身, 不過最重要的改變卻發生在頭部.由於下顎肌肉和口腔比例的減低, 顱骨內腦部容積的增加, 竟意外的促進大腦向上演化的趨勢. 目前成年人類平均腦容量高達1,350立方公分, 與血緣最近的人猿相比, 整整大出三倍以上.

當然, 顎部肌肉的萎縮對於當時原始人類可算是相當危險. 在進化成智力更高的物種之前, 它們得忍受覓食範圍變小, 肌肉相關體能受限, 和退化的咀嚼能力等不利影響.長遠來看, 這項意外獲得的腦力及智慧, 成就了人類後來的文明和科技. 如此以智商換取體力的交易, 其實還是相當划得來!

◎人類的演化：頭顱變大、顎骨變小

摘要：英國《自然》周刊(Nature 25 March 2004)中，有一篇論文(“Myosin gene mutation correlates with anatomical changes in the human lineage”)指出 200多萬年前的一次顎骨肌肉基因小突變，使得人類咀嚼肌肉變弱、下顎縮小，頭顱解脫肌肉桎梏的結果，腦容量變大，人類的大腦才跟著發展出具有語言與製作工具能力(The evolving hominid masticatory apparatus—traceable to a Late Miocene, chimpanzee-like morphology--- shifted towards a pattern of gracilization nearly simultaneously with accelerated encephalization in early Homo.)。

本文：所謂咀嚼肌變弱的現象，是比較﹝化石﹞頭顱表面骨頭﹝凸起﹞粗細、肌肉附著面積的大小就很容易看得出來。就遺傳基因而言，這新理論誠然是學術上的一研究成果，理論本身也很有趣，能以分子時鐘計算出該基因突變是發生在大約200多萬年前，同時確認突變的起始點是東非大草原，也算是一大突破。﹝Using the coding sequence for the myosin rod domains as a molecular clock, we estimate that this mutation appeared approximately 2.4 million years ago, predating the appearance of modern human body size and emigration of Homo from Africa.﹞。

MYH（myosin heavy chain）蛋白是骨骼肌肉中引導收縮力量的重要成分，按不同肌肉不同收縮能力，又細分許多形式，MYH16是其中之一。根據該文作者等人（Stedman et al.）的研究，人類相關基因突變的結果，妨礙MYH16蛋白的堆積，相形之下，其他靈長類的同一基因沒有改變，因此顎骨肌肉中MYH16蛋白的比例很高。因此他們提出一個假說如下：” a decrease in jaw-muscle size, produced by inactivation of MYH16,removed a barrier to the remodelling of the hominid cranium which consequently allowed an increase in the size of the brain.”。這個假說簡單說明即，基因突變 àMYH16不活化 à顎骨肌肉變弱 à頭顱解脫肌肉桎梏 à腦容量變大。

就人類大約四百萬年的演化來看，腦容量變大與顎骨變小是原本就知道的現象，此即所謂的“ an increase in brain size at the expense of jaw size ”。而事實的真相是，不只下顎骨縮小，上顎骨與牙齒也同樣變小。其實出土的化石太少，現象歸現象，理論歸理論。本論文將腦容量變大的現象解釋為是咀嚼肌變弱所引起的結果，這種理論，說真的未必一定如此，二者的因果關係不一定那麼明確，原因如下：

一、 演化理論

關於物種的演化，在達爾文之前，動物學家拉馬克(J-B Lamarck 1744-1829)認為物種透過不斷的變化，來適應周圍的環境，並以長頸鹿為例，說明長頸鹿是普通鹿(短頸鹿？joke)為了吃樹上的葉子，慢慢演化而來(功能論)，這種假說如果可以成立，那麼整天咬東西的老鼠，其顎骨與牙齒應該也會有很大的演化，不是嗎？。另外也有仁兄將老鼠的尾巴連續剪掉一二十代，看看老鼠的後代尾巴會不會變短，可惜實驗結果是不會變短。

關於物種形態的變化，基本上我們可以分三方面考量：1.文化、外力的影響  2.突變  3.孟德爾遺傳原理。就人類頭顱(腦組織)變大，顎骨變小的現象而言，目前一般的認知是，腦組織的變大，並不是人類愛思考，「越想頭越大」的結果，也不是顎骨少用而越變越小的結果。目前比較被接受的說法是：「由於突變，產生較大頭顱(腦組織)的個體。大頭顱的個體對於物體的認知能力較強，製造石器的工藝技術也提高，可以獲得更多的肉，改善營養狀態，下一代的生存機率也就提高，結果使得大頭顱的個體在人口中的比例越來越高。」，這個解釋與以上三種因素並不矛盾，不會讓我們掉入拉馬克的功能論陷阱。

二、 分子時鐘理論

  如果你相信分子時鐘理論，則該論文計算出該基因突變是發生在大約240萬年前的結論，大概也就沒有什麼好懷疑。所謂分子時鐘理論是說，蛋白質在一段很長的時間之內，會以一種如時鐘般規律的速率，進行演化上的變化。但如果你不相信，你就和古爾德﹝S.J. Gould﹞一樣，他說：「如果演化的動力真的是天擇，那它﹝演化﹞怎麼可能像時鐘那麼規律？因為，天擇的速率、環境變化的速率，和氣候這類的環境變化，絕不可能像節拍器那樣精準。」、「化石紀錄並不支持這樣的假設。」

三、腦容量變大的機制

為何人類腦容量會變大，或許用人類學的理論說明，可以讓我們更容易了解。

1‧我們小嬰兒的頭骨，有很大部分是尚未鈣化的軟骨；而我們腦骨之間的接縫線，也一直要到成人之後才能完全接合。這也是我們的腦袋之所以能在出生後，還有一段時間能夠持續膨脹、成長的原因。但在其他的哺乳類動物當中，有絕大多數在出生時，腦子已幾乎長全，且腦骨也已經完全鈣化了。﹝Louis Bolk 的胎兒化理論，一九二O年代﹞。

2‧人類的文化之所以能發祥，起源於我們的祖先採取了直立的姿勢。﹝佛洛伊德﹞

3‧在人類早期的演化說明中，姿勢上的變化的確比腦容量的變化來得快，而且雙手空出來的時間也早於腦子變大的時間。﹝古爾德﹞

4‧長期直立可以演化出聰明的頭腦﹝埃力克﹞

5‧工具的改良理應會增加人屬處理較硬的食物的能力，以利競爭﹝埃力克﹞

6‧ 攝取豐富的食物被認為是滿足大腦的能量需求，是成就大腦容量的重要原因﹝埃力克﹞

7‧恆河猴出生時腦子的體積是成猴的百分之六十五；黑猩猩是百分之四十五；人類則只有百分之二十三。大猩猩和黑猩猩在一歲時，腦容量就已經達到成年的百分之七十，而人類要三歲才能達到此比例。當孩子的頭太大而不能順利通過產道時，媽媽可能因此死於難產。我們特別大的腦袋，使得人類必然得改用其他的生殖策略才能夠順產：縮短懷孕期﹝相對於身體一般的發育速度﹞，而且在腦組織只有成熟體積的四分之一大小時，就要分娩。﹝古爾德﹞

四、火的使用

雖然最初達特將人類開始用火的時間，追溯至二百多萬年前的南猿，現在的想法則認為，我們祖先最早開使用火的時間，可能不超過一百六十萬到一百五十萬年以前。一百多萬年前的勞動人/直立人懂得用火，可能因此促成最早的「出非洲記」之旅，然而可能直到近二十萬年內，我們的祖先才完全掌握用火的技巧。﹝埃力克﹞從以上理論，或許比較容易理解的說法是，姿勢直立後，雙手空出來得以製作工具或武器，進而帶動智力發展，使腦容量變大。至於咀嚼肌變弱，可能是人類祖先雜食化與開始使用火種，將食物烹調煮熟變軟，不需也不用再費力咀嚼之必然結果。(其實這又回到拉馬克的功能論，不是嗎？)