人类、虎鲸和领航鲸。我们有什么共同之处？
令人惊讶的是，答案是更年期。但科学家们仍然没有完全弄清楚这种现象为何存在。毕竟，如果进化的目的是确保我们将基因最有效地传递下去，那么为什么女性在达到一定年龄后会停止繁殖呢？
周四发表在《公共科学图书馆·计算生物学》杂志上的一项研究，可能为理解人类更年期的进化提供了一些见解。研究人员使用了一个计算模型，发现年长女性“做外婆”的能力——也就是说，将她们的资源用于孙辈——以及利用她们的认知能力来支持后代，可能对更年期的进化至关重要。
现有的假说认为，更年期可以保护女性免于在年老时承担高风险的怀孕（母系假说），或者可能让年长母亲将精力投入到支持孙辈的生存（祖母假说）。这项研究检验了这两个假说，以及“具身资本模型”，该模型与祖母假说类似——但它认为对孙辈的主要益处是认知的：祖父母可以教授后代有助于他们生存的技能。
“认知过程在更年期的进化中非常重要，”该研究的第一作者、蒙彼利埃大学的博士后研究员Carla Aime说。“这是直接的好处——当一个人在一生的任何时候投资于神经发育时，这个人就会积累更多的技能和经验，因此他们将更具生产力，就提取环境资源而言。”
研究人员使用了一个人工神经网络，本质上是一个像大脑一样工作并能够学习的计算机系统（是的，有点令人毛骨悚然）。给定输入和输出的示例，它们可以找出连接两者的规则。例如，它们有时用于面部识别（比如当Facebook不知何故知道在照片中标记你时），在那里它们学会根据不同面孔的示例构建重要面部特征的模板。
Aime使用神经网络是因为不可能研究人类更年期出现的条件——如果你每个人都有更年期，你就无法比较有和没有更年期的人。但神经网络之所以有效，是因为它就像进化一样，被设计来做出最有利于生存的决定。
“这是自然选择与计算机模拟的过程，”Aime说。“ thanks to this process, it’s possible to observe evolution.”（“通过这个过程，就有可能观察到进化。”）
Aime的神经网络输入了女性的身体和认知状况，以及她是否有孩子和孙辈等特征。由此，该模型预测了女性的身体和认知状况将如何变化，以及她是否会致力于繁殖、照顾孩子或仅仅是生存。为了检验每个单独的假说，研究人员调整了神经网络中的变量。例如，为了检验模型是否支持祖母假说，他们移除了允许女性为自己有更多孩子的孩子提供更多支持的变量。
结果似乎主要指向祖母抚育和认知能力是更年期的根本原因，这有利于具身资本模型。当神经网络模型阻止女性照顾孙辈——或者假设认知资源不影响后代的技能——更年期就没有进化，女性继续繁殖到老年。
南佛罗里达大学教授Lorena Madrigal（她没有参与这项新研究）表示，该研究在计算上是合理的——但她对它的进化和生物学说法并不十分信服。“他们的方法适合回答一个不同的问题，”她说。
她指出，该模型没有考虑生态参数——描述进化正在发生的周围环境，或相关的物种——并且某些参数的限制可能并不适用于所有社区。例如，Madrigal与非西方人群合作，她说在那里，生很多孩子是很普遍的，而Aime的模型不允许这么多的孩子。
“我希望看到更多的跨文化研究和更多的历时性研究，”Madrigal说，她指出研究结果之间的差异可能源于不同的生态环境和时间段。“我也希望看到更多地开放可能性，认为不一定是祖母假说、母系假说或具身资本模型。”
Aime承认他们的神经网络模型存在一些局限性——例如，它只模拟女性，所以在未来的研究中，她希望将模型扩展到包括男性。这将使团队能够研究与更年期相关的、发生在母系之外的家族因素的其他假说。她说，她还希望继续推广人工神经网络作为解决进化生物学中其他问题的途径。
