本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：Takeko，图片：雯雯子，头图来自：《猩球崛起》
一
化石是历史留给现在的礼物。从微小的古老生物到人类的祖先，长久以来，科学家从化石中窥探到了过往地球上曾经发生的故事。
但是那些化石无法直接记录的故事又该如何得知，比如声音、语音、语言等等。人类祖先的听觉是怎样的，他们的语言能力又如何？几十年来，人类进化研究中存在一个核心问题：人类的交流方式（言语）是否也存在于其他古人类物种中？在这一问题上，我们的近亲祖先尼安德特人尤其备受关注。
事实上，这些研究的背后仍然离不开化石。尽管化石无法直接刻录下我们祖先的发音，但解剖学可以为我们提供更多信息。近日，一个跨学科国际团队发表的一项新研究，为尼安德特人的听力和言语能力问题提供了一个决定性的答案。借助重建技术，研究发现，尼安德特人拥有与智人相似的听力和言语（speech）能力。
现代人（左）与尼安德特人（右）的三维模型与耳部虚拟重建。| 图片来源：Mercedes Conde-Valverde/Binghamton University
二
言语的演化是人类学中一个众所周知的棘手难题。在新研究中，科学家借助更多技术手段，从化石背后发掘出了潜藏的信息。
研究团队借助对头骨化石的高分辨率CT扫描，首先重建了智人和尼安德特人外耳和中耳腔结构的虚拟三维模型。
尼安德特人外耳与中耳腔的解剖学重建。| 图片来源：Conde-Valverde et al. / Nature Ecology & Evolution
同时，他们还对一群在西班牙阿塔普埃尔卡遗址发现的古人类进行了类似的重建工作。这群古人类被认为是尼安德特人的祖先，可以与尼安德特人进行深入地对比。
随后，在三维模型上收集的数据被输入到一个听觉生物工程领域开发的软件模拟中，它可以被用来估测高达5千赫的听力能力，包含了现代人类语音的大部分频率范围。模拟显示，与他们的祖先相比，尼安德特人的听力在4~5千赫之间，这和现代人更为相似。
此外，研究人员还能计算出每个物种的最大灵敏度的频率范围，也就是所谓的“占用带宽”。占用带宽是沟通系统中的关键之一，这种带宽越宽，一个物种在言语沟通中可以使用的、易辨别的声音信号就越多，这反过来可以提高沟通效率，也就是在最短时间内传递清晰信息的能力。与来自阿塔普埃尔卡的祖先相比，尼安德特人显示出更宽的带宽，这一特征也与现代人更类似。
研究带来的另一个有趣的结果是，尼安德特人的听力向着辅音方向优化，也就是s、k、t和th这类发音，他们的言语可能包括了辅音使用的增加。
以往对尼安德特人言语能力的研究大多集中在主要元音上，然而，很容易被忽略的是，辅音的使用是一种在声音信号中囊括更多信息的方式，它也将人类的言语和语言与几乎其他所有灵长类动物的交流模式区分开来。
研究人员认为这些结果非常关键——与人类相当的听力能力，特别是相似的带宽，显示尼安德特人应当已经进化出了足够的听力能力，足以支持一种和人类言语一样的复杂而高效的声音沟通系统。
三
需要说明的是，这并不是在说尼安德特人与智人拥有一样的语言，事实上我们还不清楚尼安德特人是否拥有语言（language）。
这一结果告诉我们的是，尼安德特人有着与我们相似的发音能力，同时，他们的耳朵也被“调谐”来接收这些频率。他们拥有了必要的解剖学结构，这些“硬件”结构已经可以满足人类言语的需要。
用研究作者Mercedes Conde-Valverde的话说，如果我们真能听到他们的声音，我们能认出他们是“人”。但我们仍然不清楚，从心智水平上来说，他们是否已经有足够的能力发展出语言系统。
尼安德特人这种听觉能力的变化也与考古学上发现的证据吻合。考古学证据表明，尼安德特人的行为模式随着时间的推移变得越来越复杂，比如他们掌握了制造石器的技术，会使用火。一些研究显示，他们也可能已经开始赋予事物符号和象征的意义，通过有形的东西来表现无形的事物。这其实是一种智力水平的体现。而这项研究的结果提供了证据表明，在人类进化的过程中，行为复杂性和言语沟通效率的提高是在共同演化的。
#参考来源：
https://www.binghamton.edu/news/story/2903/neanderthals-had-the-capacity-to-perceive-and-produce-human-speech
https://www.newscientist.com/article/2269577-neanderthal-ears-were-tuned-to-hear-speech-just-like-modern-humans/
https://www.nature.com/articles/s41559-021-01391-6
本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：Takeko，图片：雯雯子