絕大部分靈長類動物都有慣用手,這是因為高等動物的左右大腦是不平衡的,一側(cè)大腦半球比另一側(cè)更強勢。
研究顯示,黑猩猩、大猩猩、狒狒和環(huán)尾狐猴大都是右撇子,說明它們的左腦更強勢。而川金絲猴、德氏長尾猴和紅毛猩猩則大都是左撇子,說明它們的右腦更強勢。
有意思的是,目前已知的左撇子靈長類動物大都生活在樹上,右撇子的靈長類動物則大都生活在地上。因此,有人提出了一個假說,認為最初的靈長類動物習慣于用右手抓住樹枝穩(wěn)定身體,以便騰出左手來獲取食物,所以它們的左手更靈活,是左撇子。但當某些靈長類動物從樹上下來之后,便很自然地改用更強壯的右手來獲取食物,于是這些地上動物逐漸演變成了右撇子。
曾經(jīng)有幾位印度科學家研究過印度猴的慣用手,發(fā)現(xiàn)大約27%的猴子是右撇子。作為孫悟空這一神話形象的靈感來源,印度猴生活在人群中間,照理說應(yīng)該多數(shù)是右撇子才對。但研究顯示,這些印度猴的祖先是在大約100年前才從樹上下來的,它們的基因顯然還沒來得及改變,所以仍有相當比例的猴子是左撇子。研究人員相信,隨著時間的推移,這些印度猴一定會演變成右撇子。
相比之下,人類早在幾百萬年前便從樹上下來了,所以如今大多數(shù)人都是右撇子。有意思的是,無論哪個國家,或者哪個族群,左撇子的比例都是10%左右,差別很小。此前有些族群的左撇子比例極低,但后來人們發(fā)現(xiàn)是因為這些族群的家長經(jīng)常強迫自己的孩子改用右手。如果家長們改變做法,順其自然,左撇子的比例很快就會上升到10%左右,鮮有例外。這一事實說明慣用手有一定的遺傳性。
有人曾經(jīng)統(tǒng)計了左撇子夫妻生下的孩子,發(fā)現(xiàn)左撇子的占比高達26%,比正常值高近1.5倍。這就進一步證明左撇子具有一定的遺傳性。但這個比例畢竟僅為1/4,說明左撇子的遺傳性比較弱,環(huán)境因素的影響力要更大些。
后續(xù)研究表明,左撇子的遺傳因素占20%~30%,后天環(huán)境的影響力要比遺傳大2~3倍。更重要的是,左撇子的遺傳因素非常復雜,迄今為止人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十個與左撇子有關(guān)的基因突變,每個突變的影響力均不到1%。這說明左撇子的形成過程相當復雜,有很多因素參與了神經(jīng)發(fā)育的調(diào)控。
基因序列分析結(jié)果顯示,目前已發(fā)現(xiàn)的幾十個左撇子基因突變?nèi)嘉挥诨虻恼{(diào)控區(qū)間,而不是基因本身。換句話說,這些基因突變不影響任何蛋白質(zhì)的氨基酸序列,也不影響蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)和功能,只影響蛋白質(zhì)的表達調(diào)控,比如蛋白質(zhì)的生成時間和生產(chǎn)量等。
荷蘭馬克思普朗克心理語言研究所的克萊德·弗朗克斯教授決定尋找發(fā)生在蛋白序列內(nèi)的左撇子基因突變,因為這樣可以更方便地研究左撇子的形成機制。但這項工作難度很大,因為影響左撇子形成的因素實在是太多了,需要海量的遺傳數(shù)據(jù)才能將其找出來。好在英國政府于2006年啟動了生物銀行計劃,跟蹤研究了50萬名英國志愿者的遺傳和生理狀況,幾年下來累積了大量數(shù)據(jù)。于是,弗朗克斯及其同事從中挑出了38043名左撇子,分析了他們的蛋白編碼基因序列,再和另外313271名右撇子的蛋白編碼基因序列作對比,最終發(fā)現(xiàn)一個名為TUBB4B的基因有重大嫌疑。
TUBB4B負責編碼β- 微管蛋白,這種蛋白質(zhì)是微管的重要組成部分。微管相當于搭建在細胞內(nèi)的腳手架,參與細胞的生長、分裂、遷移和形狀變化,以及細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸過程。研究發(fā)現(xiàn),左撇子的TUBB4B發(fā)生突變的概率比右撇子高2.7倍,而且突變的程度越高,就越可能是左撇子。在所有的基因突變類型中,程度最高的無疑是框架轉(zhuǎn)移突變,即因為缺失或者添加了一個核苷酸而導致整個基因的閱讀框架發(fā)生了錯位,其結(jié)果就是編碼出來的蛋白質(zhì)面目全非,和原來的蛋白質(zhì)一點都不像了??茖W家們在左撇子人群中發(fā)現(xiàn)了兩個這樣的框架轉(zhuǎn)移突變,而在右撇子人群中完全找不到。
弗朗克斯將研究結(jié)果寫成論文,發(fā)表在2024年4月2日出版的《自然·通訊》雜志上。作者認為,這個結(jié)果清晰地說明細胞內(nèi)微管很可能與胚胎發(fā)育期的左右大腦平衡有關(guān),左撇子正是由于微管結(jié)構(gòu)的變化所導致的。不過,TUBB4B突變也僅占左撇子遺傳因素的0.91%而已。這說明發(fā)育期大腦左右半球的平衡與很多因素都有關(guān),微管只是其中很小的一部分。
科學家們之所以熱衷于研究左撇子的遺傳基因,當然不是為了預(yù)測嬰兒的慣用手。事實上,左撇子在幾乎所有方面都沒有表現(xiàn)出和右撇子有任何顯著的不同,民間關(guān)于左撇子的很多說法都是不正確的。比如,曾經(jīng)有人認為左撇子的運動能力更強,這個說法沒有科學依據(jù)。棒球、網(wǎng)球和羽毛球等運動項目之所以出過很多左撇子高手,原因在于左撇子的人數(shù)少,更容易在對陣大部分右撇子選手的比賽中獲得一些先天優(yōu)勢。
還有人認為左撇子的藝術(shù)天賦更高,因為左腦更擅長通過語言和邏輯進行思考,右腦則更擅長通過圖像來思考。這個說法看似有一定的道理,但藝術(shù)天賦這件事無法被量化,所以這個問題很難通過實驗加以研究,并沒有得出任何肯定的結(jié)論。
相較于藝術(shù)天賦,智商(IQ)是一種相對容易被量化的大腦特征。于是,有科學家研究了智力缺陷人群,發(fā)現(xiàn)其中左撇子出現(xiàn)的概率是正常值的兩倍。不過,還有人研究過門薩俱樂部(高智商同好組織)成員的慣用手,發(fā)現(xiàn)左撇子的概率也是正常值的兩倍。這兩個研究結(jié)果說明左撇子群體的平均智商和右撇子沒有區(qū)別,只是分布方式比右撇子更極端而已。
因此,科學家們?nèi)绱藷嶂杂谘芯孔笃沧拥倪z傳問題,其真正目的是通過這個性狀研究嬰兒的大腦發(fā)育模式,從而幫助揭開神經(jīng)發(fā)育障礙的秘密。比如,研究人員發(fā)現(xiàn)分別名為DSCAM和FOXP1的兩個基因與左撇子有關(guān),而這兩個基因此前已被證明和一些神經(jīng)發(fā)育障礙有關(guān)系,比如孤獨癥、精神分裂癥等。也許這就是左撇子人群中智力缺陷者的比例更高,但這個群體也更容易出天才的原因。