绝大部分灵长类动物都有惯用手,这是因为高等动物的左右大脑是不平衡的,一侧大脑半球比另一侧更强势。
研究显示,黑猩猩、大猩猩、狒狒和环尾狐猴大都是右撇子,说明它们的左脑更强势。而川金丝猴、德氏长尾猴和红毛猩猩则大都是左撇子,说明它们的右脑更强势。
有意思的是,目前已知的左撇子灵长类动物大都生活在树上,右撇子的灵长类动物则大都生活在地上。因此,有人提出了一个假说,认为最初的灵长类动物习惯于用右手抓住树枝稳定身体,以便腾出左手来获取食物,所以它们的左手更灵活,是左撇子。但当某些灵长类动物从树上下来之后,便很自然地改用更强壮的右手来获取食物,于是这些地上动物逐渐演变成了右撇子。
曾经有几位印度科学家研究过印度猴的惯用手,发现大约27%的猴子是右撇子。作为孙悟空这一神话形象的灵感来源,印度猴生活在人群中间,照理说应该多数是右撇子才对。但研究显示,这些印度猴的祖先是在大约100年前才从树上下来的,它们的基因显然还没来得及改变,所以仍有相当比例的猴子是左撇子。研究人员相信,随着时间的推移,这些印度猴一定会演变成右撇子。
相比之下,人类早在几百万年前便从树上下来了,所以如今大多数人都是右撇子。有意思的是,无论哪个国家,或者哪个族群,左撇子的比例都是10%左右,差别很小。此前有些族群的左撇子比例极低,但后来人们发现是因为这些族群的家长经常强迫自己的孩子改用右手。如果家长们改变做法,顺其自然,左撇子的比例很快就会上升到10%左右,鲜有例外。这一事实说明惯用手有一定的遗传性。
有人曾经统计了左撇子夫妻生下的孩子,发现左撇子的占比高达26%,比正常值高近1.5倍。这就进一步证明左撇子具有一定的遗传性。但这个比例毕竟仅为1/4,说明左撇子的遗传性比较弱,环境因素的影响力要更大些。
后续研究表明,左撇子的遗传因素占20%~30%,后天环境的影响力要比遗传大2~3倍。更重要的是,左撇子的遗传因素非常复杂,迄今为止人们已经发现了几十个与左撇子有关的基因突变,每个突变的影响力均不到1%。这说明左撇子的形成过程相当复杂,有很多因素参与了神经发育的调控。
基因序列分析结果显示,目前已发现的几十个左撇子基因突变全都位于基因的调控区间,而不是基因本身。换句话说,这些基因突变不影响任何蛋白质的氨基酸序列,也不影响蛋白质的三维结构和功能,只影响蛋白质的表达调控,比如蛋白质的生成时间和生产量等。
荷兰马克思普朗克心理语言研究所的克莱德·弗朗克斯教授决定寻找发生在蛋白序列内的左撇子基因突变,因为这样可以更方便地研究左撇子的形成机制。但这项工作难度很大,因为影响左撇子形成的因素实在是太多了,需要海量的遗传数据才能将其找出来。好在英国政府于2006年启动了生物银行计划,跟踪研究了50万名英国志愿者的遗传和生理状况,几年下来累积了大量数据。于是,弗朗克斯及其同事从中挑出了38043名左撇子,分析了他们的蛋白编码基因序列,再和另外313271名右撇子的蛋白编码基因序列作对比,最终发现一个名为TUBB4B的基因有重大嫌疑。
TUBB4B负责编码β- 微管蛋白,这种蛋白质是微管的重要组成部分。微管相当于搭建在细胞内的脚手架,参与细胞的生长、分裂、迁移和形状变化,以及细胞内物质的运输过程。研究发现,左撇子的TUBB4B发生突变的概率比右撇子高2.7倍,而且突变的程度越高,就越可能是左撇子。在所有的基因突变类型中,程度最高的无疑是框架转移突变,即因为缺失或者添加了一个核苷酸而导致整个基因的阅读框架发生了错位,其结果就是编码出来的蛋白质面目全非,和原来的蛋白质一点都不像了。科学家们在左撇子人群中发现了两个这样的框架转移突变,而在右撇子人群中完全找不到。
弗朗克斯将研究结果写成论文,发表在2024年4月2日出版的《自然·通讯》杂志上。作者认为,这个结果清晰地说明细胞内微管很可能与胚胎发育期的左右大脑平衡有关,左撇子正是由于微管结构的变化所导致的。不过,TUBB4B突变也仅占左撇子遗传因素的0.91%而已。这说明发育期大脑左右半球的平衡与很多因素都有关,微管只是其中很小的一部分。
科学家们之所以热衷于研究左撇子的遗传基因,当然不是为了预测婴儿的惯用手。事实上,左撇子在几乎所有方面都没有表现出和右撇子有任何显著的不同,民间关于左撇子的很多说法都是不正确的。比如,曾经有人认为左撇子的运动能力更强,这个说法没有科学依据。棒球、网球和羽毛球等运动项目之所以出过很多左撇子高手,原因在于左撇子的人数少,更容易在对阵大部分右撇子选手的比赛中获得一些先天优势。
还有人认为左撇子的艺术天赋更高,因为左脑更擅长通过语言和逻辑进行思考,右脑则更擅长通过图像来思考。这个说法看似有一定的道理,但艺术天赋这件事无法被量化,所以这个问题很难通过实验加以研究,并没有得出任何肯定的结论。
相较于艺术天赋,智商(IQ)是一种相对容易被量化的大脑特征。于是,有科学家研究了智力缺陷人群,发现其中左撇子出现的概率是正常值的两倍。不过,还有人研究过门萨俱乐部(高智商同好组织)成员的惯用手,发现左撇子的概率也是正常值的两倍。这两个研究结果说明左撇子群体的平均智商和右撇子没有区别,只是分布方式比右撇子更极端而已。
因此,科学家们如此热衷于研究左撇子的遗传问题,其真正目的是通过这个性状研究婴儿的大脑发育模式,从而帮助揭开神经发育障碍的秘密。比如,研究人员发现分别名为DSCAM和FOXP1的两个基因与左撇子有关,而这两个基因此前已被证明和一些神经发育障碍有关系,比如孤独症、精神分裂症等。也许这就是左撇子人群中智力缺陷者的比例更高,但这个群体也更容易出天才的原因。