Loki na twojej głowie mogły pierwotnie służyć jako ewolucyjna przewaga dla wzrostu większych ludzkich mózgów, według nowych badań, które obejmowały badanie manekina w peruce w tunelu aerodynamicznym o kontrolowanym klimacie.

„Mózg jest dużym i bardzo wrażliwym na ciepło narządem, który również wytwarza dużo ciepła” – wyjaśnia Tina Lasisi, obecnie doktor habilitowany z antropologii biologicznej na Pennsylvania State University. „Więc pomyśleliśmy, że z ewolucyjnego punktu widzenia może to być ważne – szczególnie w okresie, kiedy obserwujemy wzrost wielkości mózgu naszego gatunku”.

Ciasno zwinięte włosy lepiej chronią skórę głowy przed promieniowaniem słonecznym, jak pokazują nowe badania, i nie leżą płasko na skórze, gdy są mokre – dobrodziejstwo w gorących warunkach, które mogą powodować pocenie się ludzi, takich jak te, z którymi spotykali się nasi hominini przodkowie w Afryce miliony lat temu.

„Pocenie się nie jest darmowe”

Artykuł badawczy autorstwa Lasisi i jej współpracowników z Penn State, opublikowany w tym miesiącu w czasopiśmie Obrady Narodowej Akademii Naukopisuje swoje pomiary, w jaki sposób włosy regulują temperaturę skóry głowy w bezpośrednim świetle słonecznym, używając różnych peruk na „termicznym manekinie”.

Manekin, ogrzany do średniej temperatury ciała 95 stopni Fahrenheita, został umieszczony w klimatyzowanej komorze w tunelu aerodynamicznym, który umożliwił naukowcom zbadanie ilości ciepła przenoszonego między jego skórą a otaczającym środowiskiem.

Trzy peruki zostały wykonane z czarnych ludzkich włosów pochodzących z Chin – jedna prosta, jedna średnio kręcona i jedna ciasno zwinięta – aby naukowcy mogli zaobserwować, jak różne tekstury włosów wpływają na przyrost i utratę ciepła na skórze głowy. Obliczyli również utratę ciepła przy różnych prędkościach wiatru, po zmoczeniu peruk w celu symulacji pocenia się.

Następnie naukowcy stworzyli model utraty ciepła w różnych warunkach i zbadali go w typowych warunkach w Afryce równikowej, gdzie uważa się, że ewoluowały wczesne homininy.

Dowiedzieli się, że wszystkie rodzaje włosów zapewniają pewną ochronę przed słońcem, ale ciasno zwinięte włosy zapewniają najlepszą ochronę i minimalizują potrzebę pocenia się – znaczące odkrycie, mówi Lasisi.

„Włosy skóry głowy to… możliwy bierny mechanizm, który chroni nas przed fizjologicznymi kosztami pocenia się” – mówi. „Pocenie się nie jest darmowe – tracisz wodę i elektrolity. A dla naszych przodków homininów mogło to być ważne.

Tajemnica ludzkich włosów

To, dlaczego ludzie mają włosy na głowie, jest od dawna pytaniem, z którym zgadza się niewielu naukowców.

Wielu łączy to z naszą ewolucją od czworonożnych stworzeń do tych, które chodzą prosto, rozumując, że włosy na głowie pomagają regulować temperaturę ciała, działając jako bariera dla równikowego słońca.

Niccolo Caldararo, antropolog z Uniwersytetu Stanowego w San Francisco, który nie był zaangażowany w ostatnie badania, popiera „teorię grzejnika” antropologa ewolucyjnego Deana Falka: włosy chronią duże mózgi homininów przed gorącym światłem słonecznym i izolują je, gdy jest zimno.

Ale Caldararo zauważa, że ​​jest to złożony temat z wieloma zmiennymi: na przykład siwe włosy, które odbijają światło, mogą lepiej chronić przed słońcem niż czarne włosy, które pochłaniają jego ciepło, mówi.

Badania przeprowadzone przez Lasisi i jej współpracowników są „prowokacyjne”, mówi Kurt Stenn, dermatolog niezaangażowany w badania i autor Włosy: historia ludzkości. Sugeruje, że naukowcy powinni byli wziąć pod uwagę również kształt i gęstość włosów na głowie człowieka.

Na przykład włosy azjatyckie użyte w badaniu mają zwykle okrągły przekrój poprzeczny i dlatego pochłaniają więcej ciepła niż niektóre rodzaje włosów afrykańskich, gdzie każdy włos ma kształt długiej wstążki, która łatwiej się zwija, mówi.

Biolog ewolucyjny Elizabeth Tapanes z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, która również nie brała udziału w badaniach, mówi, że badania to „wielki krok naprzód w myśleniu, dlaczego mamy tyle włosów na głowie”.

Dodaje, że badanie włosów innych naczelnych wraz z włosami ludzkimi może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób utrzymuje głowę w chłodzie; jej własne badania lemurów zwanych sifakami przyniosły podobne wyniki.

Sifakas to wspinacze pionowi i skoczkowie, więc zwykle są wyprostowani, z głowami skierowanymi w stronę słońca, mówi Tapanes; a naukowcy odkryli, że w gorącym i wilgotnym środowisku mieli więcej włosów na głowie i mniej na ciele.

Przewaga ewolucyjna?

Jest nawet możliwe, że kręcone włosy mogą być jednym z powodów Homo sapiens wyparły neandertalskie i denisowiańskie gatunki homininów, które wymarły około 40 000 lat temu.

Lasisi zwraca uwagę, że mutacje genetyczne dotyczące kręconych włosów miały miejsce wcześniej Homo sapiens opuścił Afrykę, ale po tym, jak zrobili to nasi przodkowie hominini, mogło to dać wczesnym współczesnym ludziom przewagę ewolucyjną.

Ale ona uważa, że ​​to mało prawdopodobne; zamiast tego badania sugerują, że geny odpowiedzialne za kręcone włosy powstały znacznie wcześniej w ewolucji człowieka, być może około dwóch milionów lat temu, kiedy człowiek wyprostowany był dominującym homininem. Sugeruje to, że gdy mózgi homininów rosły, geny kręconych włosów, które chroniły skórę głowy przed słońcem, mogły dawać przewagę tym, którzy je mieli.

Jeśli chodzi o proste włosy: Lasisi mówi, że genetyczna predyspozycja do kręconych włosów wśród wczesnych homininów była prawdopodobnie zmienna. „Nie spodziewamy się, że byłoby to jednorodne” — mówi. Na późniejszym etapie naszej ewolucji kręcone włosy mogły utracić swoją ewolucyjną przewagę, a proste włosy mogły być faworyzowane przez różne typy selekcji genetycznej.

„Może kiedy już mieliśmy te większe mózgi, mieliśmy również wszystkie te kulturowe adaptacje, aby uniknąć przegrzania, takie jak lepsze źródła wody” – mówi. „I może w tym momencie nie było tak selektywnej presji na kręcone włosy”.

Lasisi mówi, że następnymi etapami badań będzie poszukiwanie dowodów genetycznych, które mogą wspierać teorię.

„Po pierwsze, będziemy musieli dowiedzieć się więcej o współczesnych ludziach, na przykład o tym, które geny są powiązane z morfologią włosów” – mówi. „Drugim krokiem będzie współpraca z ludźmi zajmującymi się starożytnym DNA, aby sprawdzić, czy są one widoczne u archaicznych ludzi”.