为什么每只动物都有一张“脸”?

脸并非所有动物都有:它是脊椎动物的一种身体布局,由共同的胚胎信号搭建,并由与之匹配的大脑来读取。

直接答案

并非所有动物都有脸。所谓脸,指的是眼睛、鼻子和嘴朝前聚集的面部结构,这是脊椎动物的一种布局:它在胚胎发育过程中,通过发育中的大脑与将形成头骨和颌部的组织之间的信号交流而搭建起来[2][3]。动物有脸还因为脸承载着社交信息,而至少有些动物(包括灵长类)的大脑天生就适合读取这些信息[4]。在宠物身上,某些面部特征甚至能吸引人类的注意,这有助于解释为什么脸在不同物种之间都如此重要[5]。

5篇文献引用

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脸是胚胎搭建出来的,不是默认配置

脸不会仅仅因为动物需要就凭空出现。它是在发育中的大脑与将要形成面部的组织之间来回交流的过程中形成的,这种交流的细节决定了眼睛、鼻子和颌部最终长在哪里[3]。动物模型研究对于弄清这些步骤至关重要,因为相同的基本发育机制在不同物种中都会出现,并且可以与人类颅面疾病进行比较[2]。

正是因为这套共享机制,许多脊椎动物的脸即使最终形状差异巨大,看起来仍能认出彼此相关。脸是保守信号通路在发育过程中的产物,而不是每个物种各自发明的特征[2][3]。

脸也是一种信号,其他大脑天生就会读取

有脸只是故事的一半;另一半是其他动物会对脸作出反应。灵长类研究考察了动物对脸部图片的反应,并用这些反应来探究动物感知和识别了什么[4]。这表明脸发挥着社交信息的作用,而不仅仅是解剖结构。

这种读取并非自动发生,也并非处处相同。灵长类研究谨慎对待一个问题:对图片的反应是否真的反映了动物如何理解真实的脸。这意味着脸的社交作用是从行为推断出来的,而不是想当然认定的[4]。

有些动物的脸部分是被人类的关注塑造的

在家养宠物身上,脸还有另一层意义:人类对幼态面部特征反应强烈,而且这种反应在发育早期就出现了[5]。操纵类似幼崽的特征会改变人们觉得这些脸有多可爱,这表明这些特征会影响人类对动物的喜爱和互动[5]。

这并不意味着宠物进化出脸是为了讨人喜欢。它意味着,一旦人类成为动物社交世界的一部分,它的面部配置就能影响这段关系,这也是脸如此重要的又一个原因[5]。

那为什么感觉每只动物都有脸?

部分答案在于,脸在我们最容易注意到的动物中很常见:脊椎动物共享一条搭建脸部的发育路径[2][3],其中许多还在社交中使用脸[4]。另一部分答案在我们自己这边,因为人类的注意力会被脸吸引,尤其是幼态面部特征[5]。如今自动化系统能够跨品种和体型检测动物脸部和口鼻部,这说明基本的面部布局可以被相当可靠地识别出来;不过这只说明检测技术的能力,并不说明脸对动物本身意味着什么[1]。

诚实的答案是:脸并不是动物生命的普遍必需条件。它是脊椎动物构建感觉前端的一种解决方案,后来之所以成为社交信号,是因为包括我们自己在内的大脑都天生善于读取它[3][4][5]。

本文引用的文献

1

基于深度迁移学习并融合视觉混合方法的动物面部识别模型

一套深度学习系统可以实时检测动物脸部和口鼻部,包括不同马品种中大小不一的脸。

2

颅面研究的旧貌与新颜:动物模型如何为人类颅面遗传与临床数据提供参考

动物模型系统历来被用于研究颅面发育,并为人类颅面遗传和临床数据提供参考。

3

……:大脑与面部之间、环境与基因之间的信号相互作用,以及动物模型和人类中的表型变异

发育中的大脑与面部之间、环境与基因之间的信号相互作用,塑造了胚胎发育过程中的形态发生事件。

4

灵长类的图片感知:以面孔感知为例

通过研究灵长类对脸部图片的反应,可以考察面孔感知和认知,同时关注基于图片的行为是否代表动物的认知。

5

宠物脸:人与动物关系背后的机制

对幼态面部配置的反应在发育早期就出现,操纵类似幼崽的特征会影响感知到的可爱程度以及人与动物的情感联结。