其他动物或许也拥有偏手性这一显著而神秘的人类特质。偏手性对进化和脑部功能有什么意义呢？
亲爱的读者，我基本可以肯定你们都是右撇子。如果我赌博，我确定，赌你是右撇子肯定赢。不管你来自印度或爱荷华州，还是堪萨斯州和加德满，我会做出同样的选择。今后的一百年，我也能这么肯定。
我也肯定我自己是右撇子，这倒不是因为我具有强大的预言能力。因为我知道，约90％的人类都是右撇子。这相当于，十个人里才有一个是左撇子，而且这个比例不仅在各个文化、地域是稳定的，也许在整个人类进化过程中都是稳定的。考古记录显示，早在200万年以前，大部分古人类都是右撇子。2010年一项研究通过研究三万两千年前尼安德特人的牙齿磨痕发现，这些灭绝的智人中88%是右撇子。
这个比例困惑了数百年来的科学家，尽管我们知道现在大部分人都是右撇子。“我们理解偏手性，因为我们用右手写作，”西尔维娅·帕拉齐尼(Silvia Paracchini)这样说道。西尔维娅是英国圣安德鲁斯大学的遗传学家。她的主要工作是寻找控制偏手性的基因。“但现实是，我们对偏手性的理解少之又少。数据无法解释这个现象。”科学家们不知道人类是如何以及为何形成这种强烈的偏手性。这种行为不对称性又有什么生物基础？这种偏手性是文化，还是基因产物？
最近，科学家们有了一些有趣的发现。有意思的是，这些发现是通过对其他动物的行为和大脑观察得出的，而非研究人类偏手性得出。偏手性一度被认为是人类独有的特质，而研究表明在其他物种也可能存在，尤其在灵长类动物中可能是很普遍的。在群体水平上，一些灵长类动物群体，甚至会更偏向于身体的某一侧。2011年，埃默里大学的神经科学家比尔·霍普金斯（Bill Hopkins）和他的同事进行了一项样本量为800只类人猿的实验。该实验表明，对于一个特定的双手任务（必须使用双手），大猩猩、黑猩猩和倭黑猩猩往往是用右手起主导，而猩猩则表现出群体性地偏爱使用左手。而在2012年，霍普金斯与其中国合作者发现，野生川金丝猴大部分偏向使用左手（左右比约70/30）来完成相同的双手任务。
到目前为止，最有偏向性的物种是智人。不过另有一些研究者坚持认为，强烈的偏右性就像语言等高级认知功能一样，是人类特有的属性。他们表示，偏手性可能是不断加强的文化规则造成的。任何关于非人类动物的偏手性的报道主要是由于实验、观察或统计误差的结果。
但在过去几十年中，霍普金斯和他的合作者提供证据强有力地证明了黑猩猩的确有偏手性。霍普金斯的研究发现，黑猩猩群体中，不管每个黑猩猩群体中被人工培养的猩猩比例是多少，有60％到70％的右撇子，对黑猩猩的大脑扫描也发现其对应大脑区域的不对称性，这意味着人类高度复杂的大脑中存在对右手的偏爱。“我认为，黑猩猩为我们提供了一个有趣的对比。在生物、基因、认知和解剖四个层面上，它们和人类高度相似，”霍普金斯这样说。
人类的近亲可作为研究人类偏手性进化根源的模型。因为，据推测，类人猿的行为较少受文化和社会学习的影响，更多是受基础生物学机制的支配。“我们并没有发现社会、文化体系影响他们的偏手性，”霍普金斯补充道。“所以，在某些方面，黑猩猩是我们思考和研究偏手性个体差异的生物学机制的良好模型。”
针对黑猩猩的研究结果：基因决定？
模仿人类？罗威娜是一只25岁、住在亚特兰大耶基斯国家灵长类动物研究中心的黑猩猩。它经常用她的右手，从PVC管里取花生酱。“你可以看到，她是个左撇子。”霍普金斯站在观察塔上告诉我们。在离我们30英尺以下的围栏里，25岁的黑猩猩用她的左手食指从PVC管取花生酱，这是所谓的“管任务”。霍普金斯研究罗威娜和其他11只黑猩猩，以确定该灵长类动物是否有偏手性。如果有偏手性，是否像人类一样是偏右手。
但是，霍普金斯刚说完这句话，罗威娜就开始用右手食指刮花生酱。“罗威娜在用右手，这是很少见的。”
少见吗？或许吧。但罗威娜的行为说明了为什么研究非人类动物非常麻烦。罗威娜在其他评估猩猩偏手性的任务中习惯用左手，其中包括一个近似野生黑猩猩行为的模拟钓白蚁的任务，以及一个在圈养黑猩猩中比较常见的手势任务。但黑猩猩真的显示出偏手性了吗？
阿尔伯塔大学进化生物学家里奇·帕尔默（Rich Palmer）认为，霍普金斯的实验仅仅证明了动物模仿人类行为的能力。灵长类动物以其模仿和学习能力著称。圈养黑猩猩群体性的偏手性表现可能是“饲养环境造成”，帕尔默对霍普金斯一些早期结果的统计有效性提出质疑。
但霍普金斯相信，他的结果是有效的，圈养黑猩猩的确显示出类似人类的右手偏手性。他说，如果模仿是其原因，这一比例会更接近90％。“如果主要是人类经验和人类环境的影响，所有的[黑猩猩]应该主要是右撇子，”他说。“但这并不符合我们的实验结果。”
霍普金斯大学和其他研究人员也报道了野外黑猩猩在使用工具时有一定的偏手性，并且随着任务不同，群体性的偏手性就会略有差别。一些群体中，钓白蚁大部分使用左手，而其他的野生黑猩猩似乎习惯用右手抓蚂蚁和取落叶。霍普金斯承认，从野生灵长类动物收集得到的结论存在不一致，但他认为，小样本量和实验设置的任务数较少，以及一些无法解释同一只动物在不同任务中偏手性不一致的实验，都会导致数据误差。
然而，圈养黑猩猩确实表现了比较一致的群体偏手性。而霍普金斯研究组也能通过核磁共振成像研究具有明确偏手性的黑猩猩脑部结构和功能。大约十年前，霍普金斯证明，右手和左手偏手性的黑猩猩在大脑皮质控制偏侧性的中央前回区域相对不对称。具体而言，习惯用右手完成管任务的黑猩猩大脑中左半球对应手运动控制区域的脑回沟更丰富，而那些用左手完成的猩猩则右侧更发达。
最近，霍普金斯发现，黑猩猩更喜欢用手势沟通，诸如鼓掌或向食物保管者示意，在大脑两侧额叶脑回沟有明显不对称性，该区域位置和人类布罗卡区（控制语言产生）类似。“常用右手打手势的黑猩猩左侧额下回较大，”他说。右侧脑半球脑回沟更深。
霍普金斯认为，偏手性可能是大脑偏侧化的副产品。当灵长类动物进化时，其大脑偏侧化日益明显。随着灵长类大脑容量增大，它的左和右两半之间的连接变弱。具体来说，胼胝体（连接两个半球的神经纤维束）大小增长的速度，赶不上脑容量增长的速度。繁忙的大脑半球之间的沟通相对少，这就意味着两边大脑必须分工，其中一个半球起到主导作用。同时，霍普金斯认为，偏手性变得更加明显。“由于大脑容量越来越大，有可能是某种质的变化，这种变化导致了脑功能的二重性，最终造成了类似偏手性的出现。”
研究人员普遍认为，人类的大脑两个半球的差异是所有物种中最大的。语言功能通常偏向左侧大脑半球，而认知功能，如空间处理和面部知觉，普遍偏向右半球。但霍普金斯的工作表明，我们的近亲大猩猩可能有中度水平的偏侧化，这意味着我们的祖先灵长类动物的大脑可能已经出现偏侧化。
来自德克萨斯大学奥斯汀分校的彼得.马雷拉格说，“很多对黑猩猩的脑成像研究表明，人类有的两侧半球差异化也存在于黑猩猩中。这是一个非常有意思的发现。”
左脑，右脑：右撇子黑猩猩（左上图）的大脑左半球脑回更深，而左撇子黑猩猩的大脑右半球的脑回更为突出。大脑扫描图片由比尔.霍普金斯提供，动物图片由沙哈.罗格拍摄。
那另外一些原因呢……
如果偏手性这一灵长类动物内在的特质，能够追溯到智人出现之前的进化史，那么它很可能是由基因决定的，而且这种基因在人类和类人灵长类基因组中都存在。霍普金斯对黑猩猩的大脑不对称性的研究结果显示，灵长类非人类动物的偏手性可能是由于基因导致，人类也很可能如此。“有一些相当不错的证据显示，偏手性的个体差异可能归因于遗传因素，”霍普金斯说。“但我们不知道这些基因具体是哪些。”
一项关于人类发育的研究也证明了偏手性的基因基础。来自女王大学贝尔法斯特分校的心理学家彼得·哈勃（Peter Hepper），在用超声做初步实验时发现，12周大的宝宝更偏向于动右手臂，在15周时，开始吮吸右手手指。哈勃说，“在这个年龄，运动并不由大脑控制。这是遗传，但具体是哪一块控制我们也不确定。”
圣安德鲁斯大学的帕拉齐尼说，目前确定控制偏手性的基因实验设计过于简单，因而进展不大。她认为，个案对照方法，仅仅比较左右撇子和无偏手性人群，是显然不够的。去年，帕拉齐尼和她的团队设计了一种替代方法来量化偏手性，这种方法是检测700多位受试者分别用两手完成任务的速度和准确性。与偏手性关系最密切的遗传变异基因是PCSK6。发育初期，PCSK6能够编码一种酶，这种酶能够切割一个叫Nodal的蛋白。Nodal蛋白是级联触发中胚层和内胚层的形成的关键因子。重要的是，这种级联也决定器官和其他结构中的定向分化。
帕瓦奇尼表示，“这和身体两侧不对称性的生物机理是一样的。这有助于神经系统的发育。我们通过偏手性，也可以研究大脑不对称性，以及行为偏侧化”。她还补充说，有可能人体内只有一个基因控制偏手性。一个很好的探索方向是生理上的不对称，例如心脏在左侧，肝脏在右侧。“我相信这些基因中有很多都参与了身体结构的不对称性。”
不过，帕尔默等人认为，偏手性可能并不由基因直接控制。如果是这样的话，是什么推动个人或群体水平的偏手性呢？
来自卡尔加里大学的遗传学家弗雷德·比德尔（Fred Biddle），提出了一个相当有趣的解释。他发现实验小鼠并没有表现出群体性的偏手性，通常左右撇子各占50％。比德尔发现，他可以通过特殊设计的食槽，迫使动物使用特定的爪子抓取食物，最终形成群体性的偏手性。在特定环境中，部分小鼠的基因使它们学习记忆能力更强，这部分小鼠更倾向于培养出偏手性。比德尔说，这些发现表明学习的基因，可能才是真正决定偏手性的基因，而不是直接的遗传输入使动物具有偏手性。
比德尔说，“偏手性可能是无意造成的结果”，环境导致动物需要多用一只手。这种偏手性，通过人们的学习和记忆不断增强，而且社会也鼓励孩子们用右手写字。如此一来就演变成了群体性的极端偏手性（左右撇子比例90/10）。
虽然人类为什么具有偏手性以及偏手性背后的成因仍是未解之谜，但偏手性具有远长于智人历史的进化根源这一观点为广大科学家们所接受。研究人员发现，在多种非人类灵长类动物中都存在偏手性（可见本期封图3），以及大脑功能和解剖的不对称性，行为不对称性，这些不对称性支持了这一假设。越来越多的证据鼓励着研究人员们寻找人类以及其他动物偏手性的分子机制。
“我们对脊椎动物的进化了解越多，我们会发现更广泛、深入的功能不对称性，最典型的就是偏手性。既然不对称性这么普遍，它一定具有非常重要的意义。”彼得.马雷拉格如是说道。
资料来源 The Scientist
责任编辑 李 辉