骨骼化石有助于讲述数十万年前人类和我们的前辈所做的事情。但是，您如何了解我们祖先生命周期的重要部分 - 例如怀孕或妊娠 - 在化石记录中没有留下明显的痕迹?

相对于整体体型而言，大大脑是我们物种的一个决定性特征，这使得像我这样的古人类学家对怀孕和妊娠特别感兴趣。智人的大头骨为我们艰难的分娩做出了贡献。但里面的大大脑让我们的物种真正起飞。

我和我的同事特别想知道我们祖先的大脑在出生前生长的速度有多快。它能与今天的胎儿大脑发育相媲美吗?调查产前生长和怀孕何时变得像人类可以帮助揭示我们祖先的大脑何时以及如何变得更像我们的大脑，而不是我们的猿类亲戚。

为了研究产前生长速率的演变，我们专注于子宫内牙齿的发育 - 这些牙齿确实是化石。通过使用臼齿的相对长度建立一个数学模型，我们能够跟踪化石记录中产前生长速率的进化变化。根据我们的模型，大约1万年前，怀孕和产前生长似乎比黑猩猩更像人类。

妊娠与人脑

怀孕和妊娠是重要的时期——它们指导着未来的生长和发育，并为生命设定生物学进程。

但人类怀孕，特别是分娩和分娩，消耗大量能量，而且往往是危险的。大胎儿大脑在发育过程中需要大量的营养。妊娠期间的胚胎生长速度，也称为产前生长速度，对妊娠父母造成代谢和生理损失。在分娩过程中，婴儿的头部和肩膀通过骨盆管的紧密配合会导致母亲和孩子的死亡。

作为对这些潜在缺点的权衡，必须有一个很好的理由来拥有如此大的头脑。理由是拥有大人脑所带来的所有能力。我们大大脑的进化促成了我们物种的主导地位，并与技术和工具的使用增加、艺术创作和在不同景观中生存的能力以及其他进步有关。

导致我们大大脑进化的事件的时间和顺序与寻找和处理更多资源的能力纠缠在一起，例如通过使用工具和合作小组工作。

通过调查产前生长的变化，我们还在调查父母如何收集食物资源并将其分配给后代的变化。这些不断增加的资源也将有助于推动更大大脑的进化。更多地了解产前生长和怀孕何时同时变得像人类，可以揭示有关我们的大脑何时以及如何进行的信息。

在当今生活的所有灵长类动物中，人类的产前增长率最高，为0.41盎司/天(11.58克/天)。例如，大猩猩的成年体型比人类大得多，但它们的产前生长速度仅为0.29盎司/天(8.16克/天)。由于超过四分之一的人脑生长是在妊娠期间完成的，因此产前生长的速度直接关系到成人大脑的生长大小。到目前为止，智人的高产前生长速度是如何以及何时进化的一直是一个谜。

牙齿可以告诉产前生长什么

研究人员花了几个世纪的时间研究骨骼化石遗骸的变化。不幸的是，大脑——更不用说妊娠和产前生长速度了——不会化石。

但是我和我的同事开始思考牙齿在子宫内非常非常早地是如何发育的。您的恒牙早在您出生之前就开始发育，当时您只是一个 20 周大的胎儿。牙釉质95%以上是无机的，我们在脊椎动物化石记录中看到的绝大多数东西都是牙齿，或者有牙齿。

基于这一认识，我们决定研究产前生长速度，大脑大小和牙齿长度之间的关系。

我们测量了世界各地骨骼收藏的608只最近活着的灵长类动物的牙齿。我们将这些测量值与根据每个物种的平均妊娠长度和出生时质量计算的产前生长率进行了比较。我们还研究了颅内体积 - 基本上是颅骨内有多少空间 - 作为大脑大小的代表。

我们发现，在猿类和猴子中，产前生长速度与成人大脑大小和相对牙齿长度显着相关。

由于产前生长与相对摩尔长度密切相关，因此我们能够利用这种统计关系来生成一个数学方程，仅从牙齿预测产前生长速度。有了这个等式，我们可以从灭绝的化石物种中取出几颗臼齿，并准确重建它们的后代在妊娠期间的生长速度。

然后，使用我们的新方法，我们重建了13种化石物种的产前增长率，建立了过去6万年人类和原始人进化变化的时间表。“原始人”描述了大约6万到8万年前与我们与黑猩猩共享的共同祖先分裂后，家谱中人类方面的所有物种。从我们的新研究中，我们现在知道，在整个原始人进化过程中，产前生长速度都在增加，达到了比我们在不到1万年前所有其他猿类中看到的类似人类的速度。

直到大约200万年前，随着我们这个智人的进化，出现了一个完全人类的产前生长速度。但生活在过去000万年中的其他原始人物种，如尼安德特人，也有“人类”产前生长率。哪些基因参与了这些生长速率的变化仍有待研究。

方程式意味着牙齿现在揭示更多

即使只有几颗牙齿和一些下巴，训练有素的专家也可以讲述无数关于灭绝个体的事情——它是什么物种，它吃什么样的饮食，它是否通过战斗争夺配偶，它死时多大了，它是否有任何严重的健康问题等等。

现在，我们第一次可以添加到该列表中，了解该个体及其物种的其他成员的怀孕和妊娠情况。牙齿甚至可以通过大脑大小的演变间接暗示人类意识的出现。

有趣的是，我们的模型表明，产前增长率早在我们的智人物种出现之前就开始增加。我们可以假设，快速的产前生长速度对于培养大脑和进化人类意识和认知能力是必要的。

这些是这项研究让我们现在开始制定的那种大局问题——所有这些都来自几颗牙齿。