为什么人类进化成杂食动物?

关于人类的饮食方式有许多种说法,有些推崇素食主义的人,会说人类天生就是食草动物,同样地,也有许多人会认为人类天生就是食肉者。

但从科学的角度来讲,人类是不折不扣、最为典型的杂食动物,我们的身体为此作出许多适应性特征。

其中最有力的证据是我们的牙齿,我们拥有食肉动物般的门牙和犬齿——可以帮助我们撕咬肉类,也有食草动物们用于咀嚼的臼齿。

从化学上讲,我们缺乏许多食草动物所具有的纤维素酶或纤维素共生体,并且拥有许多食肉动物才具有的蛋白酶,但我们却可以通过蔗糖素来消化水果。

另外,我们无法自行合成许多人体必需的维生素,而这些维生素要么只存在于动物,要么只存在于植物,这让我们选择任何一种单一的饮食都行不通。

所以,人类只能是杂食动物,如果有人想当一名纯粹的素食者或肉食者,那么他必须注意自己的身体,适时补充一些人体必需的维生素。

其实,人类的杂食性比我们想象得还要杂许多,相对于其他动物,我们有非常强大的肝脏(解毒器官)和非常敏锐地嗅到腐烂的能力,这表明我们可能已经进化到可以食腐。

然而,你有没有想过,人类为什么会变成现在这样饮食的多面手呢?

事实上,有一项针对现代1000多种动物(主要是脊椎动物和140种昆虫)饮食方式的研究[1],发现杂食动物只占3%,而63%是食肉动物和32%是食草动物。

为什么人类会变成如此稀有的杂食者呢?

饮食带给动物哪些优势

食肉动物的优点非常明显,它们可以从别的动物身上直接获取优质蛋白,这种优势体现在繁殖后代上,食肉的哺乳动物可以更早断奶,而食肉的其它动物也可以获得更强壮的后代,从而提高后代存活率。

图注:因为此竹子,熊猫的幼崽十分脆弱

然而,食肉动物的劣势也一样明显,当食物匮乏的时候,最先灭绝的就是它们。

而食草动物往往更容易在大灭绝中存活下来,因为它们直接食用能够光合作用的植物,能量的利用率非常高。

也正因为食草动物对能量的利用率更高,所以它们可以产生更多的后代,让基因更加多样化,从而更能应对环境危机。

图注:能量在营养级中流动,逐层递减

杂食就像一个折中的饮食选择,因为这些生物既可以吃肉也可以吃素,这在进化上肯定是具有优势的,它们不太容易因为食物紧缺饿死,又可以补充优质蛋白来提高后代存活率。

食肉动物因为身体结构的局限性无法消化植物,而食草动物虽然会吃掉嘴巴咬到的任何东西(包括动物),但也因为身体局限性无法主动打猎。

这就是为什么杂食动物都非常强大,却非常少的原因!

动物改变饮食策略有多难?

很多人潜意识里可能会认为,动物是从食草动物到食肉动物演化的,毕竟由弱到强比较符合自然规律。

然而事实上,第一个动物出现的时候,它可能是食肉的,只是和我们现在理解的食肉动物可能不太一样,最早的动物大概率是食用异养生物(不会从阳光中获取能量的生物),这也算食肉动物吧。

之所以认为第一种动物是食肉动物的可能性很高,一种解释是,动物们要食用植物很难,而吃其它动物则相对简单。

图注:牛有着非常强大的胃

例如,奶牛只吃草和树叶就可以长出庞大的身体,但它们的胃由四部分组成,并且需要有大量的肠道微生物来帮助它们分解植物细胞。

而像人类这种教科书级别的杂食动物,根本无法真正分解树叶和草的细胞壁,我们基本只能利用植物的种子和水果,这些部位是植物释放植物蛋白来吸引动物食用者的。

动物们想要拥有吃植物的能力的话,它们的身体需要发生许多复杂的变化,以及特殊的消化系统,这给进化设置了一道屏障。

所以在调查的脊椎动物中,食草动物拥有最多的资源却在数量上比食肉动物少许多,原因就在于它们出现得更晚,进化的时间有限。

事实上,如果食草先于食肉出现的话,现在的地球上无论什么动物群体,食草动物都会远多于食肉动物,昆虫就是最好的例子,它们很早就适应了植物性饮食,结果世界上出现了数百上千万种昆虫,是地球上种类最具多样性的生物群体。

图注:物种最具多样性的生物群体是昆虫

也正因为如此,我们熟悉的绝大部分杂食性动物都是从食肉动物演化来的,比如熊、狗、浣熊等等,它们最初都是食肉动物。

食肉到食草的演化很难,同样的,食草要到食肉更难!

这是因为动物一旦开始适应食草,它们就很容易从食草中获利,它们将很难从这个能力中走出来,只会变得越来越能吃草。

然而,人类和其它许多杂食动物不同,我们是从食草动物走向杂食的,这个是我们现在饮食上如此多面手的主要原因,因为我们的起点比其它杂食动物要高许多。

如果说人类是从食草走向杂食的话,那么这个问题将变得非常有趣,要知道从食草跳到杂食是在放弃好不容易得到的适应性特征,以及大片唾手可得的资源,人类为什么要这么做?

图注:普尔加托里猴

最后:为什么人类放弃食草转向肉食?

有一种长得和现代松鼠差不多的哺乳动物——普尔加托里猴,它经常被认为是最早的灵长类动物之一。

大约在6500万年前,恐龙退出历史舞台的时候,这种原始的灵长类动物也刚刚能够适应植食性饮食,它们放弃了祖先捕食昆虫的能力,喜欢上了水果。

这些古老的灵长类能够食用水果之后,在很长一段时间里它们的后代都是以素食为主,而它们也确实从素食中获利,它们的物种多样性得到前所未有的发展,并分布到世界各地。

图注:人类进化图谱

直到600万年前,进入非洲的灵长类才被认为有吃肉的倾向,因为它们的身体拥有捕捉猎物的能力,但不能算作杂食动物,它们高度适应素食的身体如果一次吃下一整块牛排的话可能会致命。

事情的转折点发生在250万年前,其中一部分原因是这个时段,地球的气候发生了翻天覆地的变化,天灾降临逼着古人类不得不做出改变。

图注:第四纪冰期-冰雪覆盖全球

在这个时段,第四纪冰川期开始爆发,大部分雨林在短时间内变成了树木稀少的草原,我们祖先赖以生存的水果、树叶和花朵也越来越少。

早期的灵长类站在了进化的十字路口,有些转向吃大量低质量的植物,比如南方古猿,而另外一些选择去尝试吃肉,比如早期的人类。

很明显早期人类做出了正确选择并进化成现代人类,而做出错误选择的南方古猿最终走向灭绝。

之所以人类能够从食肉中获利,而现代的黑猩猩和大猩猩的祖先没能这么选择,现在主流的科学认为,这得感谢600万年前人类祖先的尝试性直立行走,让我们有能力在草原上追逐猎物,并跑死那些食草动物。

饮食可能就是宿命(至少今天人类的成功因素中必须算上饮食特征),因为吃上肉之后,人类的进化才开始真正开挂,因为这大大改进了我们的大脑。

参考资料:

[1]EVA FREDERICK.The world's first animal was probably a carnivore.Science.2019.8.30