雙胞胎在人類歷史上很少見,因此看起來很特別。
許多文化將雙胞胎聯繫在一起健康和活力,而另一些人則將它們視為生與死、善與惡的二元性的哲學提醒。一些著名的雙胞胎是被認為是國家的誕生,其他的是被描述為神靈。
我們最近的研究表明雙胞胎其實是常態這在靈長類動物的進化過程中可以追溯到更早的時候,而不是一個值得注意的不尋常的事件。
儘管事實上,今天幾乎所有靈長類動物,包括人類,通常只生一個孩子,這是我們最近的共同祖先,它在北美漫遊6000萬年前,很可能以生雙胞胎為標準。
我們一直在研究過去幾年靈長類動物產仔數的演變(每次懷孕期間生長的嬰兒數量)。為了研究哺乳動物的演化和生殖生活史,我們使用骨骼收藏,包括化石和最近存活的骨骼。
除了是人類學家,我們其中一位(特斯拉)是雙胞胎女孩的母親。這引發了人們對這個主題的個人興趣,而不僅僅是科學興趣:雙胎妊娠何時變得不常見?
重建過去的產仔數
我們重建產仔數歷史的最佳方法是繪製哺乳動物家譜中盡可能多物種的已知產仔數,然後使用數學演算法尋找模式。
但除了整個動物家族一起變成化石的罕見事件之外,僅從骨骼來評估已滅絕物種的產仔數是極其困難的。因此,我們收集盡可能多的現存哺乳動物的數據。
我們檢索了各種公共資料庫,包括AnAge:動物老化與長壽資料庫,了解有關每種哺乳動物通常生育多少後代的資訊。
我們也注意到其他數據,包括該物種出生時和成年時的平均體型,以及懷孕持續時間。
在收集了近千種哺乳動物的所有數據點後,我們進行了一系列統計測試來量化不同性狀之間的關係。我們的目標是估計不同哺乳動物祖先的可能產仔數:每個物種在任何給定時間點單胎出生的幾率是多少?
一個物種在一窩中的後代數量在系統發育上是保守的,這意味著更密切相關的物種更相似。鹿往往會生育一到兩個後代,而犬科動物和貓科動物每窩往往有更多的嬰兒。
幾乎所有靈長類動物都只產下一隻幼崽,但也有例外。幾種濕鼻靈長類動物——包括狐猴、懶猴和夜猴——以及幾乎所有來自南美洲的狨猴和狨猴生下雙胞胎。
在我們的工作之前,研究人員認為這些獨特的雙胞胎靈長類動物一定是演化生物學家所說的源自或不同於更常見的祖先特徵的東西。
但我們的研究顛覆了這種說法:實際上,獨生靈長類動物是衍生且獨特的。更早追溯到進化論,同時生兩個孩子是常態。我們古老的靈長類祖先生下了雙胞胎。
那麼,靈長類動物產仔數的這種演化變化是什麼時候發生的呢?
切換到單例
現代人類絕大多數只生一個孩子──一個相當大的孩子,頭部更大。人腦和身體大小當然與我們創造和完善技術的能力有關。
古人類學家長期以來一直在研究他們所說的腦化:隨著進化時間的推移,大腦尺寸相對於身體尺寸的增加。
對於靈長類動物,尤其是人類來說,童年的學習至關重要。我們認為,從雙胞胎到單胞胎的轉變對於擁有大大腦的大型人類嬰兒的進化至關重要,這些嬰兒能夠在嬰兒和幼兒時期進行複雜的學習。
根據數學模型,向單例的轉變很早就發生了,至少在 5,000 萬年前。從那時起,包括我們在內的許多靈長類譜系進化出了越來越大的身體和大腦。
我們的新研究還表明,從雙胞胎出生到單胎出生的轉變在靈長類動物譜系中發生了多次——這是一個明顯的信號,表明靈長類動物每次懷孕只發育一個胎兒是有利的。
因為多胎妊娠需要母親提供更多的能量,並且因為嬰兒是出生時較小,而且往往較早,僅生育一個大型後代的早期靈長類祖先可能處於生存優勢。
我們的研究結果並不意味著今天擁有雙胞胎是一種劣勢——儘管,身為多胞胎的母親,特斯拉可以肯定地說這並不容易。但今天生雙胞胎與我們 6000 萬年前在樹上出生的小型靈長類祖先的經歷截然不同。
今天結對
美國雙胞胎率幾乎翻倍過去50年,部分歸因於輔助生殖技術。今天,約3%的活產嬰兒是雙胞胎,儘管最近的趨勢表明這一比率有所下降。事實上,美國女性通常在 30 多歲時生孩子,這一事實進一步加劇了這個問題,因為處於生育後期的女性(即 35 歲以上的人)更有可能生雙胞胎。
但雙胞胎對母親和嬰兒來說都是危險的。超過一半的雙胞胎在美國,他們都是早產兒。他們中的許多人花時間在新生兒加護病房。
儘管有這些風險,我們的研究表明雙胞胎是我們遺傳史的重要組成部分。
本文已更新,以更正目前正常生育雙胞胎的哺乳動物清單。