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为什么人会惯用右手? 第1页

  

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在一个教育普及,并且开明的社会中,左利手占比约为14%~15%[1],关于惯用手的成因很复杂,和身高体重这些复杂的特征一样,由环境和遗传综合决定,遗传方面也不是由单一基因决定的,目前还没有统一的解释,不过有很多假说,比如最近牛津大学的研究小组找到了四个与左撇子有关的遗传区,并把这一研究结果发表在了《Brain》医学杂志上,除了遗传之外,胎儿期的姿势,孕妇受产时的状况和社会教育环境也有影响。

此外,惯用手的不同还会影响大脑的功能运作模式,97-99%右利手的语言中枢位于大脑左半球;而左利手则分三种类型,一是和右利手一样,语言中枢位于左半球(约占70%);二是语言中枢位于右半球(约占15%);三是左右两半球都有语言中枢(约占15% )[2] 。动物界也有利手的分别,但其左、右利手比例近乎相同,只有人类以右利手占大多数,这是自然界中的特例,如果要说是自然选择,其实左右手也没有多少差别,所关于人们为什么惯用右手目前还没有统一的解释。

[1] Left-Handed People,Michael Barsley

[2]中村克树. 高智贤翻译,编. 彩色版徹底圖解:大腦的奧秘初版. 枫树林出版事业有限公司.


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根本原因:语言的出现导致人类偏向右手,而背后也落到了基因PCSK6的频率上。


既然题目是追根溯源,那么我们就从最根本的问题谈起,到底为什么会以右手为主

理论上,人类应该是左右手均衡的。

比如,在我们的近亲中,黑猩猩就是左右手均衡的。

当然,这个均衡还是有一定的区别,比如,野生黑猩猩更喜欢用左手,而动物园里的黑猩猩则喜欢用右手,具体原因未知,一种考量是认为,野生黑猩猩更倾向于自己去获取食物,所以他们喜欢用左手拿木棍树枝来找蚂蚁吃。而动物园里的黑猩猩则是人类喂养食物,因此对工具的使用较弱,且可能有一定对人类的模仿学习,比如对人类语言的接受和理解。

但是至少从这些灵长类来看,左右手均衡应该是常见的。

然而人类为什么就走向右利手(右撇子)为主呢?

一个可能性在于:语言。

————语言的影响————

人类语言何时诞生尚不明确,但是至少在文明时代之前,人类已经出现了语言,目前一种理论认为是在新石器时代的采集狩猎过程中诞生了语言(甚至有人提到是女性发明了语言)。

而有意思的是,我们的大脑中语言区并非均衡分布在大脑中,而是集中在了左半侧,随着语言能力的增强和重要性增大控制右边身体的左脑半球取得了主导地位。

那么控制运动的区域就开始进一步在大脑右侧发育,这使得人们更倾向于使用右手。也就是说,贯穿所有文化的右撇子主导现象,是人类语言发展的副产物。当然这只是一种猜测。

这种观点是有一定的说服力的,而既然是长期适应性进化,那么必然会落到基因层面上。

于是,一个和左右手的基因被发现了。

这个过程,是在研究左撇子基因中发现的(毕竟找到了左,右就OK了)

比如来自牛津大学William Brandle就曾经对对3300名志愿者进行了研究,在分析了数十万个常见突变后,最后把跟惯用左右手锁定在了一个叫做PCSK6的基因上。
这个基因是一个发育相关的基因,尤其是对身体左右不对称结构的发展起到了关键作用。如果把这个基因在小鼠内敲掉,那么,小鼠的器官就会涨到身体的一侧去。



图中这个点点就是最关键的那个位置,位于PCSK6基因上rs7182874突变是决定左撇子的关键突变。

有意思的是,PCSK6基因,有研究表明就是跟人的语言相关。这个基因出问题了,会导致失语症或者难语症(dyslexia)。

这一点也进一步佐证了上述观点,那就是,我们使用右手,既有基因层面观点,也有进化行为上的观点,而语言区一定程度上和左右手有一定关系


在ensembl里,这个突变的频率也比较符合我们的预期,纯合频率大概是10.5%

这个数据也总体上和我们目前的左撇子群体规模差不多。

在一个涉及到2396170人的meta分析显示出左撇子比例在9.3%-18.1%之间(主要是看标准严格与否),总体比例约为10.6%。也就是说,平均每10个人中就有一个左撇子。

有意思的是,不同人群的使用左右手的比例并不一样。

比如上图是欧裔、非裔和东南亚裔人群中的左撇子比例,可以看到总体上还是存在一定的差异的。

当然了,网上流传的左撇子聪明之类的说法并不是真的。

2006年一篇涵盖了255,100个样本的研究中,作者对左撇子和右撇子的智商几项参数进行了研究,结果发想,左撇子和右撇子并没有显著地智商差异。

黑方块是男性,白圆圈是女性。
有意思的是,有些左右手都用的人空间认知能力最低,而出现阅读障碍的可能性最高,这下左右互搏的周伯通哭瞎了。

至于被用烂了的爱因斯坦左撇子典故,你搜搜老爱的照片就知道了,人家是标准的使用右手的人。


当然了,你要是继续刨根问底,为什么语言区就要跑到左而不是右或者居中呢?

这个问题就实在是不清楚了,因为再往前,这种概念就越难描述。

不过,一个可能性是,有个刚好擅长说话的人,他的语言区在左,然后他又碰巧有进化优势,于是决定了后人都是如此。

事实上,绝大多数左撇子都是天生的。

因为左撇子的形成很早,比如出生后6-14个月,39%的婴儿救已经表现出了用手的偏好性,而在18-24个月的时候,更是有97%的胎儿已经展现出了手的偏好性。



左撇子基因发现

[1]Brandler W M, Morris A P, Evans D M, et al. Common variants in left/right asymmetry genes and pathways are associated with relative hand skill[J]. PLoS Genet, 2013, 9(9): e1003751.

左右手都用的有点惨

Peters M, Reimers S, Manning J T. Hand preference for writing and associations with selected demographic and behavioral variables in 255,100 subjects: the BBC internet study[J]. Brain and cognition, 2006, 62(2): 177-189.

左撇子的病理成因

[8]Satz , P. , Orsini , D.L. , Saslow , E. , & Henry , R. The pathological left-handedness syndrome . Brain & Cognition. 1985; 4 , 27– 46.

左撇子和难语症

[2]Scerri T S, Brandler W M, Paracchini S, et al. PCSK6 is associated with handedness in individuals with dyslexia[J]. Human molecular genetics, 2010: ddq475.


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上帝左撇子,人类右撇子?

自从杨振宁和李政道发现宇称不守恒以来,我们就知道至少从弱相互作用力下,我们的世界并非对称守恒的。

我们这个世界,正物质比反物质多,或许是因为某个未发现的CP破坏机制。[1]

宇称不守恒是否能反应到宏观上,我们依旧知之甚少。

但如果真的能反应到宏观,那么能量可能并不守恒,动能也可能并不守恒,角动量也可能不守恒。

如果宇宙大爆炸之时,角动量不守恒,那么宇宙就可能整体倾向于一个方向旋转。

就现在物理观测来说,至少宇宙不是呈现出随机的50%顺时针旋转(左手性),或者50%的逆时针旋转(右手性)。

天文观测者发现,宇宙其中一个方向的星系倾向于顺时针旋转,而相反的另一个方向的星系则倾向于逆时针旋转。虽然这并不足以证明宇宙自身是否具有旋转性,但至少说明,宇宙内部,冥冥之中有某种原因,决定着星系旋转的规律。

就拿我们所在的银河系来说,就是典型的顺时针旋转(至少从我们的角度来说,是左手性的)。

根据角动量守恒,银河系诞生之初就是逆时针旋转的。

但相对于我们北半球的观察者来说,我们所在的太阳系,却是逆时针转(右手性)的。

但不得不说,从某种以上来说,我们认为太阳系逆时针旋转,也和北半球主导有关,而且也是我们定义了什么是左手性,什么是右手性。

作为太阳系这样的小型天文结构来说,在形成之初,构成它的分子云,只需要外部一场超新星爆发的轻微扰动,便足以造成金斯不稳定性,从而坍塌并决定它的旋转方向。

所以,太阳系的右手旋转,对于整个宇宙来说,是无足轻重的。

然而,对于地球上的生命来说,太阳的旋转方向,却是起到至关重要的影响。

对于我们北半球来说,地球是逆时针旋转的。而对于南半球的人来说,地球却是顺时针旋转的。

例如,北半球的漩涡,因地转偏向力(科氏力) 的存在,所以逆时针旋转(右手)。

而南半球的漩涡,受到相反的地转偏向力,所以顺时针旋转(左手)。

环境对手性的影响,直接影响了我们身体的基本结构。

理论上来说,左型氨基酸和右型氨基酸具有同样的生成几率,但地球上所有生命,除了微生物,基本都是左型氨基酸。研究者对宇宙中的氨基酸进行检测,也发现左型氨基酸的比例更多。

这可能是因为偏振的紫外光,陨石、星际尘埃,以及早期地球环境等因素,共同决定了左型氨基酸更多[2]。但其实,我们也可以进行这样的大胆猜测,构成现今生物祖先的氨基酸,是否恰好是在南半球起源,或者起源于北半球但因相反影响,所以才形成了左型氨基酸呢?

氨基酸通常与相反手性的糖分子结合,所以这就造成了人体中的糖分子主要是右手螺旋的。

氨基酸合成的蛋白质,作为酶催化RNA和DNA的合成,从而又把相反的手性传递给了遗传物质。所以RNA和DNA都是右手螺旋。

而人的神经系统,之所以倾向左脑控制右边,右脑控制左边,很有可能是因为胚胎发育的早期,出现了扭转(扭转假说)[3]。而且在胚胎发育的第六周,胚胎中轴两边“节点”中的几百个微笑线毛,也会以10圈/s的速度顺时针转动,从而让胚胎细胞周围的体液出现差异,并最终导致人体和脏器生长的不完全对称。

我们不难发现,心脏不仅偏左,而且是微微偏逆时针旋转的。

人体自身具有丰富的手性属性,且大多很巧合的与北半球的右手性(逆时针)相同。

有胎盘哺乳动物,正是在位于北半球的劳亚大陆发展起来的。再加上,古人类的发展也是往北发展,维度更高的北方也受到更大地转偏向力,那么我们的祖先出现右手偏好,似乎也很合理了。

个人认为,即便存在生理结构和地转偏向力的影响,但对于远远没有人类这么发达双手的动物来说,它们无论左利手还是右利手,在生存上的差异都不会很大,所以这才让左右利手的比例相当。

而对于人类这种集群动物,不仅双手十分灵活,占据了很大部分脑区,而且还经过了残酷的战争,所以对双手的演化压力更大,从而让左右手出现了更多的差异。

虽然神经科学已经证明,左右脑功能区的差异,可导致左右利手的差异。

但从某种意义上来说,人类正是因为解放了双手才进化出了发达的大脑。大脑和左利手的关系,也有可能是反过来的:正是因为出现了双手的差异,以及语言的发展,所以才让大脑进化也出现了更多的差异。

我们知道,环境选择出基因型,基因表达性状。当出现了右利手,自然会存在相应的基因进行调控。所以,单纯从基因的角度来讲,并不足以解释右利手产生的根本原因。

或许,冥冥之中,宇宙已经有了安排。

谁知道呢。

参考

  1. ^ 周书华. 为什么宇宙中的物质与反物质不等量[J]. 现代物理知识, 2005, 01:9-9.
  2. ^ 朱钦士. 为什么地球上的生物使用左旋氨基酸和右旋糖分子[J]. 生物学通报, 2015, 50(2):17-20.
  3. ^ Lussanet M . An ancestral axial twist explains the contralaterally organised forebrain and the evolution of the lateral body axis.

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大家让开,民科来告诉问主,

答案是宇称不守恒。

==============

这个现象就跟一个钉子与一个王国故事类似,

路径依赖的因果链导致的结果,链条如下:

因为宇称不守恒,导致原子及以下微粒存在左手法则、右手法则的极性差异;

因为原子层面的极性差异,导致分子层面也会呈现极性,同一分子中一种极性的分子数量要远大于另一种极性的分子数量;

小分子聚合成大分子物质时,因为力矩或者势能的存在,分子极性会在大分子结构上呈现出规律性,比如ATP结构上要能产生电势差,大分子的左右结构出现了明显的化学性质差异,比如蛋白质的折叠表达;

大分子的结构占比比例不同,导致细胞复杂系统的不对称性,尤其是作为系统发动机,需要平衡力矩,于是心脏天然的绝大多数长在了左边;

心脏作为与大脑同样的高能耗器官,生物电信号减少干扰的低成本方案必然是路径异化,提高物理隔离度,于是大脑控制右手的能力要高于控制左手的能力;

有人会说不对啊,左脑控制右手,右脑控制左手啊。你再想想,这不正是宏观层面的宇称不守恒吗?必须通过这种简单双螺旋交叉,实现系统内部的力矩平衡或者叫做势能平衡,达到更上一层次的应用目标。

=============

PS:部分野生灵长类动物有左手优先或者左右平衡现象,其实也能解释,因为它们的尾巴,远端肢体应该更多的遵循左手法则。没有尾巴的猩猩,至少动物纪录片里面,银背大猩猩,右手是重心先手。

PS:很多人说国内的药物不如国外的同类药物效果好,是不是忽略了对分子左右结构的比例控制?在搅拌、离心、结晶等环节,要作用于强核磁环境中或者掌握好左右手规则的周期?

PS:因为左右的结构与性质差异,导致我们的身体系统存在熵增本源,因此就算没有外部因素的疾病,我们也会因为左右同构的非法大小分子,加快系统的奔溃?跟自由基的极性破坏性是类似的。

PS:因为地球的南北磁性,北半球的人类是否更加适宜北半球磁场条件下自然界的植物性食品以及动物性食品?俗称一方水养一方人。


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问题是现在的驱逐舰的火炮的穿深不够,怎么洗也不太可能洗的动装甲战列舰,诚然二战战列舰的主炮命中率是低,但是现在的驱逐舰薄皮大馅但凡命中一发半穿弹都可以造成重创,我觉得驱逐舰还不如靠着机动去雷击战列舰比较有把握(不让带导弹,鱼雷应该会带一些)。




  

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