火的好处


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撰文 | 詹姆斯·苏兹曼
与爬到树上摘果子相比,用一根木棍把果子敲下来所做的工作较为容易,风险较低。同样,与用牙齿去咬一头死去的乳齿象的皮相比,借助一块黑曜石薄片用力切割所需的能量较少,毕竟牙齿更适合去咬烂果子和嚼碎蔬菜,使其成为易于消化的糊状物。
习惯性使用工具极大地拓展了我们祖先的觅食范围,其他大多数动物经过长期进化之后,往往只能利用狭窄的生态空间满足基本能量需求,而人类却成了多才多艺的通才。从帮助人类获取能量的角度看,没有任何一种物理工具 能够媲美人类进化史上最重要的工具:火。
大约200万年前,南方古猿种属只能通过“能量代理”从地球上获取能量。如同许多其他物种一样,它们通过吃植物的果实获取能量。这些植物主要通过光合作用获取和储存能量,并将太阳能转化为可以食用的形式,比如叶子、果实和块茎,从而扮演了人类“能量代理”的角色。
大约150万年前,能人种属拓展了这种“能量代理”模式,开始尝试更复杂的生物体,这些生物体不厌其烦地将营养和能量集中到自己体内,转化为肉、器官、脂肪和骨骼。这是我们祖先的第一次能量革命,因为肉、脂肪和骨头提供的额外营养和能量帮助能人种属进化出体积更大的大脑。这也减少了他们对能量密度较低的食物的依赖,从而减少了觅食所需的时间。
但仅仅依靠生肉、脂肪和骨头并不足以帮助祖先形成和维持像智人那种体积大、耗能多的大脑。为了做到这一点,他们需要烹制食物,而为了烹制,他们需要掌握火的使用。这个过程开启了人类进化史上第二次,或许也是最伟大的一次能源革命。
最初究竟是什么因素促使我们祖先掌握了火呢?答案已经无从得知。或许是因为当他们在烧焦的土地上寻找食物的时候,被烧焦的肉的味道吸引了,也可能是因为他们被美丽而危险的火焰吸引了。我们也不知道祖先里面是谁第一次掌握了火的使用,更不知道他们是什么时候掌握的。
出于掌握生火技术以便烹肉或取暖的雄心,人类的先祖偶然从一条被野火烧过的路上收集尚存的火星是一回事;但能够随心所欲地生火并获得近乎无限的能量供应,则是另一回事。如果在遥远的过去,我们的祖先没有想到摆弄、操作并刻意重新利用周围物品,就不可能掌握生火的技能。
关于如何生火肯定不止发现过一次,而且几乎可以肯定,每一次都是幸运的意外,是在使用或制作其他工具时发生的,初衷完全不同。有些人可能发现了在敲碎富铁矿石(如黄铁矿)的薄片时产生火花,但更有可能的情况是,我们的祖先在制作一些东西时,比如在木片之间制造摩擦时,无意之间发现了生火的秘密。
利用两根棍子生火是一个复杂的过程。除了需要一定的敏捷度之外,还需要巧妙的摩擦以及对生火原理的深刻理解,而不是像用棍子把水果从树上敲下来,或者用树枝把白蚁从土堆上赶下来那么简单。虽然我们认为这些特征是智人所有(智人大约是在30万年前出现的),但我们有充分的理由认为,祖先早在智人出现之前就开始用火了。
在南非半干旱的北开普省库鲁曼小镇北部的一个山顶上,有一个洞穴,名为“汪德渥克洞穴”(Wonderwerk Cave),在南非布尔语中,这个名字意为“奇迹般的洞穴”。
它的名字来源于大约两个世纪前,当时,一群在沙漠中穿行的南非白人在口渴难耐之际,在这个洞穴内部发现了一处可以救命的水洼。地质学家更愿意把这个“奇迹般的洞穴”解释为自然形成的过程,但这并没有阻止当地基督教会的成员疯狂争抢洞穴里面的“圣水”。
如果说“汪德渥克洞穴”在上帝的信徒中激发了关于奇迹的讨论,那么它在考古学家中也激发了同样的讨论,这些考古学家希望踏着无数前人的足迹,寻找源自内心的希望和灵感。
这个洞穴深约140米。它的岩壁和洞顶连接处呈现出平滑的弧形,贯穿整个洞穴,给人一种岩石凿成的飞机库的感觉。即使在光线最好的时候,自然光也只能照进洞内50米左右,再往深处走,就是一片漆黑。
进入洞穴之后,第一个明显标志就是祖先在岩壁上绘制的大角斑羚、鸵鸟、大象以及神秘的几何图案,这些壁画一直延伸到自然光线消失的地方。它们是由非洲南部原始部落绘制的,虽然只有7000年历史,但与后来发现的洞穴相比,这个洞穴在帮助我们解读人类工作演变史方面,提供的重要线索要多得多。
一根高约5米、形似握拳的石笋“守卫”在洞口,这里是考古发掘的起点。发掘工作一直延伸到洞穴的深处。不仅如此,考古学家还在洞穴以下几米的地方进行了发掘,发现每一层沉积物都揭示了大约200万年前人类漫长历史的一个新篇章。
到今天为止,这个洞穴最重要的发现要追溯到大约100万年前,其中包括被火烧焦的骨头和植物灰烬,堪称人类用火的最古老证据。这些骨头和灰烬很可能是直立人中的一个分支留下的,他们是最早直立行走的人,身体的比例类似智人。但是这个洞穴的灰烬并没有揭示火是如何产生的,也没有揭示它的用途。
如果说只有这一个洞穴能够证明人类在50万年前能够有控制地用火,那么人们可能将其视为一次性的活动,但有很多迹象表明人类在其他地方也已掌握用火,其中一些已有100多万年的历史。在毗邻肯尼亚图尔卡纳湖的希比罗依(Sibiloi)国家公园,考古学家发现了古人类能够有控制地用火的遗迹,可以追溯到大约160万年前。但在没有其他证据的情况下,我们很难判断这种用火行为究竟是偶然的,还是广泛存在的。
然而,有足够的证据表明人类在稍晚一些时候能够系统性地使用火。考古学家在以色列格什姆山洞(Qesem Cave)发现的大量证据表明,40万年前住在那里的远古人类已经开始了持续用火。洞穴中大约同一时期的原始人牙齿残根佐证了这一判断。这些证据表明,由于他们吸入太多烟雾而咳嗽得厉害。
考古学家在以色列另一个遗址发现了令人信服的证据,表明早期人类能够有控制地用火。这个遗址位于以色列死海北部的古胡拉湖(Hula Lake)岸边。考古学家发掘出了一些可能是“壁炉”雏形的文物,这些“壁炉”里面有野生大麦、橄榄枝和葡萄枝燃烧后的灰烬,以及被烧过的燧石片。据推测,它们已经有79万年历史。
但要找到祖先能够有控制地用火的确凿证据,几乎是不可能的。一个问题在于,用火的证据往往都是燃烧过的灰烬,而灰烬很容易被风雨侵蚀。一般而言,只有在洞穴里,灰烬和烧焦的骨头才能得到长期保存,而不是仅仅数月时间就消失了。要找到用火证据,祖先就必须在同一个洞穴反复生火,这样才能稳定地积累足够多的灰烬,在风雨侵蚀后留下用火痕迹,并与野火留下的痕迹区分开来。
另一个问题在于许多穴居人往往不住在洞穴里。作为非洲大草原的居民,大多数人会在星空下睡觉,只有一个简单的遮蔽物来保护他们免受自然灾害的侵袭(直到20世纪,许多狩猎采集者依然这么做)。正如我们从非洲朱/霍安西部落了解的那样,即使对于最饥饿的夜间捕食者,只需要一把火就能防止它们袭扰,而不需要在固定的地方一直生火。
此外,格什姆山洞的远古居民会告诉你另外一个明显的问题,即在密闭空间里生火,即便没有给你带来窒息的风险,也会令你心烦意乱。所以,人类祖先往往不会频繁在山洞生火,导致用火痕迹很难保存下来。
关于远古人类至少在100万年前就掌握用火技巧的证据,除了来自“汪德渥克洞穴”的远古灰烬之外,迄今最强有力的证据或许是火对人类许多特征的进化功不可没,包括我们的大脑容量,古人类的大脑容量就是从那时开始持续快速增长的。哈佛大学进化考古学家理查德·兰厄姆(Richard Wrangham)是这一观点的代表性人物。
直到200万年前,人类祖先——南方古猿的脑容量还介于现代黑猩猩和大猩猩的头骨体积之间,在400到600毫升。后来,大约在190万年前,能人种属进化,算是我们人类种属的第一个正式成员,它们的脑容量只比南方古猿稍大一点,平均体积略高于600毫升。但化石证据表明,它们的组织结构与南方古猿有所不同,呈现出了相对发达的形式,具有现代人的某些特征,如神经可塑性和更强大的认知功能(比如体积异常大的新皮质)。
最古老的直立人头骨化石有180万年历史。他们的脑容量比能人要大得多,这表明当时发生的一些事情促进了直立人大脑的快速进化。存在上百万年的直立人被视为最聪明的灵长类动物,但在大脑的发育过程中却几乎没有什么变化。
后来,从60万年前开始,又出现了另一波大脑生长高峰,催生了海德堡人。然后在几十万年后出现了古代智人和尼安德特人,他们中大多数人的大脑都比今天大多数人还要大。人们提出了不同的理论来解释脑容量的两次激增,但其中只有一种理论解释了形成和维系容量更大、新皮层更多的大脑所需的巨大能量需求。
我们的大脑只占体重的2%,却消耗了人体20%的能量。黑猩猩的大脑大约只占体重的三分之一,消耗了近20%的能量。其他大多数哺乳动物消耗能量的比重介于5%至10%。

仅仅在寻觅生食、素食的基础上,不可能形成和维系这样大的大脑。即便他们每天在醒着的每一分钟不停地吃,如果仅以野生果子、树叶和块茎为食,大猩猩和红毛猩猩也无法满足与我们大脑体积相同的大脑运转所需的巨大能量。要满足这种能量需求,就要吃更多富含营养的食物。
有充分的考古证据表明,在从能人到直立人的进化过程中,人们更频繁地食用这类食物。关于50万年前生火的考古证据非常少,但根据这些仅有的证据来判断,烹制很可能激发了大脑下一次发育的重要时期。
各种动物的肉和器官可能含有丰富的卡路里、氨基酸和其他营养物质,但很黏,有韧性,生吃时难以咀嚼和消化。尽管现在许多工业化国家的人都表现出对瘦肉的偏好,但这在更大程度上是现代食品工业惊人生产力的一个指标,而不是说这些瘦肉的基本营养价值有多高。狩猎采集者和20世纪之前的大多数人都不吃鱼片这样的低脂肉,而是喜欢更肥、纤维更粗糙的肉,因为这些肉更有营养。
此外,正如任何狩猎采集者都会告诉你的那样,如果你事先把水牛胫骨中的骨髓煮熟,那么在尝试嚼烂一根又长又韧而且被大量脂肪包裹的肌腱或者取出骨髓时,都要容易得多。
烹制不仅使肉更美味,还极大地拓宽了可供食用的植物的范畴。许多块茎、树叶和果实未经加工是难以消化的,甚至有毒,而烹调后既营养又美味。比如,生吃荨麻会让人感到疼痛,而荨麻煮熟后做成的汤却有益健康,而且美味无比。因此,在诸如卡拉哈里沙漠这样的严苛环境中,大多数野生食草动物要想生存下去,不得不大量食用少数植物,而知道如何用火的朱/霍安西部落不仅能够食用几乎所有动物的肉,还能食用一百多种植物。人类把这些东西煮熟之后,可以不那么费力地汲取更多能量。
如果火能帮助曾经以素食为主的原始人类从动物身上汲取大量营养,并进化出容量更大的大脑,那么它几乎肯定也有助于塑造我们现代生理学的其他方面。
黑猩猩和大猩猩等灵长类动物的肠道比人类长得多,它们需要额外的结肠空间来从多叶、多纤维的饮食中汲取营养。动物的肉用火烹制之后就易于消化了,从而使消化系统的很大一部分功能变得多余。烹制也有助于重塑面部肌肉。吃更软、更熟的食物意味着下颚肌肉强大不再是“物竞天择”的自然优势。随着大脑的发育,人类祖先的下颚也在变长。
也许是因为我们太多人把烤箱视为替代工作的物品,所以很少有人注意到火的一个重要影响:为我们创造了休闲时间。因为火不仅带来人类历史上第一次伟大的能源革命,还带来第一次节省劳动力的伟大技术。
由于大猩猩的饮食不是特别有营养,它们每天必须吃相当于自身体重15%的食物来维持健康。这样一来,留给打斗、交配和玩耍的时间就不多了。这就是为什么大型灵长类动物的研究人员如果想看到它们做一些更有趣的事,不得不先耗费大量时间坐着,观察他们的研究对象有条不紊地觅食和进食。
我们知道,大多数大型灵长类动物每天要花8到10个小时觅食和进食,这相当于每周工作56到70个小时。咀嚼、消化和处理树叶、木髓、根茎既耗时又耗能,它们把剩下的大部分时间都用来睡觉和慵懒地梳理彼此的毛发。
南方古猿是离我们最近的明显具有类人猿外貌特征的人类祖先,它们的生活可能也和这种生活没有太多差异。当面对一顿“随便吃”的自助餐时,有时我们会觉得自己的胃口可以匹敌我们的灵长类近亲。但事实上,狩猎采集的智人每天的食物消耗量只相当于我们体重的2%或3%。
如果朱/霍安西部落的案例可以作为参考的话,那么我们知道,在一年的大部分时间里,一群活跃地从事经济生产活动的成年智人生活在那么恶劣的环境下,通常每周劳作15到17个小时,就可以养活他们自己和同等数量不从事生产活动的亲属。这相当于每天工作两到三个小时,只是其他大型灵长类动物觅食时间的一小部分,也是我们大多数人工作时间的一小部分。
直立人掌握如何使用火和烹饪之后,就能以更少的体力获得更多的能量回报,促使脑容量逐渐增加。这样一来,他们除了运用智力和能量寻找、消耗和消化食物之外,从事其他活动的时间也会增加。
用火烹熟食物给我们的祖先创造了大量休闲时间。他们利用这些时间做什么呢?考古记录并没有给我们留下太多线索。我们知道,随着大脑逐渐发育,他们在制造工具方面有了明显的进步,可能也有了更多的两性亲密时间,至于其他方面,我们就不好推测了。

赛先生
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