“為什么人類(lèi)慣用手是右手”是科學(xué)家一直在討論的問(wèn)題，也被認為是當前最具挑戰性的科學(xué)前沿問(wèn)題之一。

約有90%的人類(lèi)慣用手是“右手”，這種在活動(dòng)中優(yōu)先使用一只手的行為我們稱(chēng)為“利手行為”（handedness）。過(guò)去研究人員認為這是人類(lèi)獨有的特征，但是越來(lái)越多的觀(guān)察和研究發(fā)現動(dòng)物也有類(lèi)似的特征。雖然脊椎動(dòng)物沒(méi)有手，但是它們會(huì )有優(yōu)先使用一側鰭、爪子、上肢或腳的偏好。在被研究的100多種脊椎動(dòng)物中，大約有三分之二的物種會(huì )出現“利手行為”，而且是群體性的偏好。

2012年，研究人員研究了777只大型猿的雙手協(xié)調動(dòng)作的用手習慣，包括黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩和紅毛猩猩。他們在黑猩猩、倭黑猩猩和非洲大猩猩中發(fā)現了群體水平的右利手習慣，但在紅毛猩猩中發(fā)現了左利手習慣。

正在用左手操作樹(shù)枝取食的紅毛猩猩 圖片來(lái)源：Wikipedia- William H. Calvin

而對其他非靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物的研究中，科學(xué)家也發(fā)現有袋類(lèi)哺乳動(dòng)物東部灰鼠和紅袋鼠表現為左利手習慣。

野生紅頸袋鼠以?xún)勺阕藙葸M(jìn)食圖片來(lái)源:參考文獻[1]

當然，更令人驚奇的是距今5億年前的古生物就已經(jīng)有“慣用手”了。古生物學(xué)家通過(guò)研究寒武紀三葉蟲(chóng)化石，發(fā)現三分之二的三葉蟲(chóng)后部出現右側被捕食者攻擊后的咬痕，而其余的三葉蟲(chóng)則有左側或者雙側的傷口。他們推測這是寒武紀的海洋霸主奇蝦（Anomalocaris）造成的，體長(cháng)可達2米多的奇蝦通過(guò)其多刺粗壯的前肢捕食三葉蟲(chóng)，通過(guò)化石重建分析，奇蝦習慣用左肢固定三葉蟲(chóng)，用右肢配合口撕扯三葉蟲(chóng)。這可能是最早的“慣用手”的例子。

Part.1

利手行為與大腦偏側化

我們知道動(dòng)物的行動(dòng)是受到大腦或神經(jīng)系統調控的，因此有理論認為利手行為與大腦的左右半球的分工有關(guān)。我們把大腦左右半球功能的分化稱(chēng)為大腦偏側化。由于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )的不同組成導致每個(gè)半球具有不同的結構和特殊功能。以人類(lèi)為例，人類(lèi)大腦左半球負責句法和語(yǔ)音信息的理解分析；右半球負責語(yǔ)調、非語(yǔ)言信號和語(yǔ)用的識別。

人類(lèi)左右腦的分工并不相同 圖片來(lái)源：pixabay

大腦的偏側化現象在進(jìn)化上并不是一個(gè)新出現的演化特征，它可以追溯到大約5億年前，一直伴隨著(zhù)動(dòng)物的演化歷史。研究表明大腦偏側化并不是動(dòng)物從同一個(gè)祖先那里獲得，而是各自平行進(jìn)化。下圖是大腦偏側化的演化歷程。

大腦偏側化的演化歷程 圖片來(lái)源：physiology.org

圖中從左到右依次為：

靜水椎實(shí)螺（Lymnaeastagnalis）的偏側化；

烏賊的視覺(jué)不對稱(chēng)性，烏賊偏好使用與主視眼同側的觸手；

和線(xiàn)蟲(chóng)（秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)）的神經(jīng)系統具有不對稱(chēng)性；蜜蜂在社會(huì )交流時(shí)更喜歡用右邊的觸角，體現了嗅覺(jué)的不對稱(chēng)性；文昌魚(yú)（Branchiostoma lanceolatum）的嘴不對稱(chēng)；

澳大利亞肺魚(yú)（Neocratodus forsteri）中的偏側捕食者回避；

斑馬魚(yú)（Danio rerio）戰斗反應的不對稱(chēng)；

蟾蜍中的右爪的偏好（BufoBufo）；

紅頸袋鼠的利手行為（Notacrospusrufogriesus）

亞洲象（Elephasmaximus），黑猩猩（Pan troglodytes）在食物管任務(wù)中的右手習慣；

海豚的視覺(jué)偏側化（Tursiopstruncatus），壁虎（Podarcis muralis）對監控和逃避行為的偏側化；

烏龜對鏡子的不對稱(chēng)視覺(jué)反應（Testudohermanni）；

鴿子的側向視覺(jué)引導覓食（Columbalivia）;

金絲雀（Serinuscanaria）的不對稱(chēng)控歌;

硫冠鳳頭鸚鵡（Cacatua galerita）的偏好使用左腳完成抓取動(dòng)作。

Part.2

大腦偏側化的進(jìn)化優(yōu)勢

大腦偏側化在不同生態(tài)系統的動(dòng)物中普遍存在，因為它對動(dòng)物適應環(huán)境提供了幫助。研究發(fā)現大腦左右半球的不對稱(chēng)性可以更好的完成目標，比如有明顯的右利手行為的黑猩猩可以捕捉到更多白蟻；大腦有明顯語(yǔ)言偏側化的人在閱讀和語(yǔ)言方面學(xué)習得分更高；家雞的大腦偏側化與同時(shí)完成兩項任務(wù)的高級能力有關(guān)，小雞必須在卵石中找到顆粒，同時(shí)必須警惕猛禽。偏側化鳥(niǎo)類(lèi)可以很好地做到這一點(diǎn)，而非偏側化鳥(niǎo)類(lèi)則失敗了。

家雞的大腦偏側化與同時(shí)完成兩項任務(wù)的高級能力有關(guān)。圖片來(lái)源：參考文獻[3]

大腦的偏側化可以提高動(dòng)物的生存效率，目前認為的機制有三種：

1、如果一個(gè)動(dòng)物主要使用一側肢體或其感覺(jué)系統的一側與環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)，則偏好一側的對應的大腦半球將經(jīng)歷更專(zhuān)一的知覺(jué)或運動(dòng)學(xué)習。因此，感官辨別能力和運動(dòng)效率會(huì )單方面增加；

2、增加對一側知覺(jué)或運動(dòng)系統的訓練會(huì )縮短神經(jīng)反應時(shí)間，當動(dòng)物必須對捕食者或食物快速采取行動(dòng)時(shí)，更短的反應時(shí)間能夠幫助它存活下來(lái)，具有生存優(yōu)勢；

3、大腦偏側化可以使信息處理更有效率。如果在兩個(gè)大腦半球同時(shí)計算兩個(gè)互補的信息，認知冗余就會(huì )減少。比如剛剛舉例的家雞的偏側化現象，小雞可以更有效率的取食和監視外界環(huán)境。而偏側化差的小雞它們要么看不到捕食者，要么往往把砂礫誤認為谷物。

Part.3

為什么大部分人類(lèi)偏偏是右利手而不是左利手？

前面提到的大腦偏側化的進(jìn)化優(yōu)勢并不能解釋一個(gè)問(wèn)題，為什么大部分人的偏側化是往同一個(gè)方向傾斜，而不是左利手和右利手在數量上各占50%。越來(lái)越多的研究表明這是基因、環(huán)境和表觀(guān)遺傳共同作用的結果。

（1）基因

人類(lèi)在對斑馬魚(yú)和其他動(dòng)物的研究中找到了調控大腦偏側化發(fā)育的相關(guān)基因，那么科學(xué)家對找到人類(lèi)控制慣用手的基因非常感興趣。早期的研究認為人類(lèi)的慣用手現象是由單基因遺傳控制，但是最近的研究發(fā)現右利手是由多個(gè)基因參與的：包括PCSK6、LRRTM1和微管相關(guān)基因MAP2。

然而，這些基因內的遺傳變異不能完全解釋人群中利手的發(fā)生和分布，而且呈弱相關(guān)性。一項雙胞胎研究表明，基因效應只能解釋雙胞胎利手變異的25%，而其余75%則必須由其他因素解釋。利手表現出復雜的遺傳模式。例如，如果一個(gè)孩子的父母都是左撇子，那么這個(gè)孩子有26%的幾率是左撇子。研究人員對25732個(gè)家庭的雙胞胎進(jìn)行的一項大型研究表明，慣用手的遺傳率約為24%。

一項研究分析調查了50多萬(wàn)人的利手與早期生活因素以及基因型之間的關(guān)系。分析顯示，左撇子的遺傳力非常弱（4.35%）。出生體重，出生地點(diǎn)，組織性行為，或母乳喂養的發(fā)生都會(huì )影響慣用手。

（2）環(huán)境——社會(huì )文化、工具

有研究表明，在原始人類(lèi)中，右手和左手的個(gè)體共存已經(jīng)維持了很長(cháng)時(shí)間。最古老的無(wú)爭議證據來(lái)自中更新世（約425000–180000 年前）和上更新世早期（上更新世為180000–10000年前）的尼安德特人化石。研究人員通過(guò)研究他們門(mén)牙化石上的標記，發(fā)現他們使用右手或左手操作鋒利的工具，切肉時(shí)，將肉夾在門(mén)牙和另一只手之間。來(lái)自對石頭制品、木材中的鉆孔旋轉運動(dòng)和勺子上的磨損痕跡的研究發(fā)現左利手和右利手也是共存的。而右利手和左利手的比例也和現代人接近，為27:2（93%：7%）

尼安特人下頜化石及下頜前門(mén)牙吃劃痕，呈現明顯的右斜劃痕。圖片來(lái)源：參考文獻[5]

時(shí)間追溯到舊石器時(shí)代晚期（約35000——10000年前），人類(lèi)繪制的手印可以證實(shí)人類(lèi)右利手占比多數。

在西歐洞穴的巖石上，人類(lèi)為了繪制出自己的手印，用一只手拿著(zhù)一根裝有顏料的管子，往自己的另一只手上吹顏料，從而繪制出手印。如果人是右利手，那么他會(huì )習慣用右手拿管子往左手吹顏料，繪制出的手印是左手的手印，如果是左利手則相反。

左側圖片是原始人右手手印，右圖是現代人噴繪的左手手印圖片來(lái)源：參考文獻[4]

研究人員通過(guò)統計手印發(fā)現，那個(gè)時(shí)候右利手的比例大概是77%，與現在法國人的右利手77.1%的比例77.1%差不多。但是人類(lèi)如何演變成右利手占多數的具體時(shí)間并不清楚。

在人類(lèi)的文化中，對左撇子是有偏見(jiàn)的。許多工具和程序都是為了方便右撇子使用而設計的，往往沒(méi)有意識到左撇子所帶來(lái)的困難。在很多家庭教育中，父母會(huì )強制左利手的孩子使用右手吃飯或者寫(xiě)字。在20世紀的學(xué)校里，老師會(huì )強迫左撇子的學(xué)生使用右手。在有些國家，使用左手吃飯、寫(xiě)字或參與交流是被認為不禮貌和粗魯的。文化和環(huán)境在一定程度上會(huì )影響左撇子在人群中的比例。

（3）表觀(guān)遺傳

前面講了基因和環(huán)境會(huì )影響利手習慣。但是遺傳因素不能完全解釋利手的遺傳規律。并且對人類(lèi)群體而言，社會(huì )文化和環(huán)境是影響人類(lèi)慣用手發(fā)展趨勢的。但是于個(gè)體而言，環(huán)境的影響并不顯著(zhù)。比如養父母或繼父母的慣用手與孩子的慣用手無(wú)關(guān)。那么可能有第三種因素影響著(zhù)利手習慣。

科學(xué)家們試圖可以通過(guò)表觀(guān)遺傳效應來(lái)解釋。表觀(guān)遺傳學(xué)機制是在不改變核苷酸序列的情況下改變基因的表達，從而導致表型改變。由于表觀(guān)遺傳DNA修飾可以遺傳給下一代，因此它們可以在不改變基因型的情況下塑造利手。

有兩項研究調查了LRRTM1和NEUROD6基因的DNA甲基化，這是一種表觀(guān)遺傳DNA修飾形式，在慣用手和這兩個(gè)基因甲基化強度之間存在關(guān)系。此外，一項解剖學(xué)研究發(fā)現，人類(lèi)胚胎脊髓中的DNA甲基化模式存在嚴重的不對稱(chēng)性，這可能與發(fā)展類(lèi)似于利手的運動(dòng)不對稱(chēng)有關(guān)。

總結，利手行為與大腦的偏側化相關(guān)，在進(jìn)化上提高人類(lèi)或動(dòng)物的生存效率；大部分人類(lèi)慣用手是右手是遺傳、環(huán)境和表觀(guān)遺傳共同作用的結果。