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和其他動物相比,為何我們人類少有毛發(fā)?

2020-09-19 07:17
來源:澎湃新聞·澎湃號·湃客
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? Pixabay

利維坦按:

關于人類無毛的解釋有很多:有利于排汗、消除寄生蟲、性選擇的結果……可以說,每種解釋都有其合理性的一面,這要看你所持有的前提是什么。比如,直立行走以及最終的跑步能力后來成為人捕獵和躲避肉食動物的重要優(yōu)勢。此時,直立行走有可能就促進了毛發(fā)減少,反之亦然。

不過,為什么我們人類至今仍舊保留了部分毛發(fā)?比如陰部、腋窩、頭部等等。也歡迎你在留言區(qū)發(fā)表自己的看法。

歌單陸續(xù)更新中

蛻去毛發(fā)的這一舉動在我們這一物種的進化長河中有著舉足輕重的作用。為了理解其中的原因,就讓我們看看體毛究竟是做什么的,它們的消失究竟為生物的發(fā)展帶來什么樣的優(yōu)勢或缺陷。

首先, 什么是毛發(fā)?

每一縷毛發(fā)都是一股由角蛋白組成的絲狀物。當毛發(fā)在動物體表生長覆蓋至厚厚的一層時,就稱之為皮毛(fur)。

? Reddit

毛發(fā)是哺乳動物的重要特征,但我們卻不是唯一擁有毛發(fā)的動物。昆蟲也有毛發(fā),只是它們的毛發(fā)在結構上與我們有著不同。以蜜蜂為例子,它們的毛發(fā)在用來保暖的同時,還能作為一種感受器官,以及攜帶花粉。其他的昆蟲物種,例如果蠅,主要用毛發(fā)進行觸覺和嗅覺的感受輸入——蠅的觸須和我們鼻子的功能相似,有著能讓氣味進入的孔洞,觸須的底部排布著嗅覺感知的神經(jīng)元。

一些地衣、藻類、有胚植物,以及一類稱為原生生物(protists)也會生長出表皮毛(trichomes),就像植物的毛發(fā)一樣。表皮毛有著一系列的功能,包括提供營養(yǎng),水分的吸收和貯存,同時還能保護自身免受輻射、昆蟲,或大型食草動物的侵襲。

那么,回到皮毛

皮毛由一層能夠鎖住體溫的較為細軟的底部絨毛(underfur),和油性防水的外層毛(guard hair)組成。

皮毛并不能被消化,所以貓會吐出毛球。? wikimedia

皮毛最顯而易見的功能當然是保暖。在所有能夠產(chǎn)熱的動物中,哺乳動物是其中最為常見的以皮毛作為儲能機制的動物。覆蓋在動物體表的皮毛能夠有效留住體表周圍的空氣,以起到隔絕的效果。失去這層防護就像是在冬天一直開著窗一樣——你或許有辦法保持室內溫暖,但同時也耗費著巨大的能量。而大自然從不喜歡浪費資源。

皮毛還能保護個體免受來自其他因素的威脅,一頭無毛的動物在寒冷的冬夜或許能避開低溫癥,但依然很可能出現(xiàn)凍傷(因為組織傳遞熱量的速度過慢)。不僅如此,在某些關頭皮毛還能減少輕微的抓傷或擦傷的出現(xiàn),有些動物的皮毛還有防水功能。

皮毛最明顯的弊端,即其需要消耗能量和營養(yǎng)物質來提供生長。毛發(fā)需要不斷更新?lián)Q代以保持干凈、實用,而當你全身幾乎每個部位都長毛時,需要的能量可能超乎你想象。根據(jù)SmilingTreeFarm的資料調查顯示,以一頭40千克的綿羊為例,一年最多能夠產(chǎn)出13.6千克(30磅)的羊毛,每天大概需要吃干重1.1千克的食物(大概400千克/年)。這么看來每年產(chǎn)出羊毛的重量大概占一年食物總量的3.4%——換種方式來說(從質量守候的角度看,盡管這么計算并不準確),在一年的頭兩個星期,這只虛構出來的綿羊吃的食物全都用來長毛了。

(www.smilingtreefarm.com/blog/how-much-grass-does-sheep-eat)

? Business Insider

皮毛的其他弊端大多都視情況而定。濕皮毛沉重并容易吸水,但是能讓你保持涼爽。干燥的皮毛能夠起到良好的隔絕作用,但也會讓你在炎熱的氣候過熱(除了靈長類,多數(shù)哺乳動物都不會出汗)。皮毛還是滋生寄生蟲和節(jié)肢動物的極佳溫床。褪去毛發(fā)產(chǎn)生的氣味能給捕食者提供蹤跡——就連人類也習慣在跟蹤獵物時尋找灌木叢中的毛發(fā)。

當然,恰到好處的毛發(fā)顏色也有助于藏匿融入環(huán)境。

頭發(fā)

長在我們頭頂?shù)拿l(fā)到今天依然起著保護和隔絕頭皮遭到太陽輻射的作用。其中的有效證據(jù)之一就是位于我們頭皮的毛囊(頭發(fā)生長的基礎)要比我們身體任何部位毛囊的生長周期都要長。在我們頭上的毛發(fā)能夠持續(xù)生長好幾年,其他部位的毛發(fā)只能長數(shù)周或數(shù)月。

? Tumblr

但并不是所有的毛發(fā)都為保暖而生。睫毛的設計初衷就是為了把汗液導流至眼周,而不是直接流進眼睛里。我們的鼻孔里也生長著毛發(fā),這些毛發(fā)的作用是將灰塵和其他顆粒阻擋在外。在我們的耳朵深處也有著細微的毛發(fā),這些纖毛是為了幫助我們保持平衡而設計的。

毛發(fā)還能夠幫助我們繁衍后代,并作為信號在群體中傳遞信息。男性的面部毛發(fā)、兩性的體毛和恥毛都是性成熟的象征。在兩性中,男性通常有著較多的毛發(fā),這是睪酮作用的結果。最常見的一種假說認為原始社會男性較多的毛發(fā)能夠讓他們在寒冷的冬天夜晚外出狩獵猛犸象,而不至于被凍死。但這個假說沒辦法解釋為什么男女兩性的身上都有著一層薄薄的、幾乎看不見的體毛;就個人經(jīng)驗而言,我可以肯定手臂上的一層汗毛在冬天并不頂用。

? Honi Soit

另一種理論認為,由于毛發(fā)總會帶來寄生蟲,所以女性更傾向于選擇身上有較少蟲子的異性(聽著挺有道理)。這樣的結果是,一旦女性以這一特征作為配偶選擇的重要指標,多毛男性將會受到更大的進化壓力。

男性的禿頭,也是睪酮產(chǎn)生的結果。禿頭有助于在群體中突出個體的統(tǒng)治地位。其他物種的雄性動物也會利用毛發(fā)傳遞有關地位的信息,例如銀背大猩猩(背部毛發(fā)是灰色)和黑鬃獅。

(www.cnbc.com/2017/01/27/bald-men-appear-more-dominant-study-says.html)

不僅如此,還有許多動物將毛發(fā)作為一種感知器官,觸須就是個很典型的例子。術語稱作“感覺毛(vibrissae)”,這種特殊的毛發(fā)有兩種不同的形態(tài):較長、較粗的“macrovibirssae”(動物能夠控制其自由活動)和較小、較纖細的“microvibrissae”(一般無法活動)。這些胡須可以長在動物身上的不同部位,最常見的是在鼻子周圍,通過這些毛進行探索和覓食。當檢測到周圍變化時,胡須的細微振動會傳達至毛囊底部的特殊血囊中,內部血壓的輕微變化則會刺激感受器傳遞信號到動物的大腦。

如果你是一只正把腦袋伸進漆黑老鼠洞中的貓咪,有著一對健全的觸須能夠更好的幫助你找到食物。蜘蛛也是以毛發(fā)作為感官器官的典型例子,它們把骨骼“穿”在身體的外面(主要由幾丁質組成的外骨骼)。從外骨骼表面長出的毛發(fā)能夠幫助這些動物從泥土或網(wǎng)中傳遞震動,就像是感受從遠處傳來的聲音一樣。這里值得一說,哺乳動物的皮毛主要由角蛋白組成,節(jié)肢動物和昆蟲則是幾丁質。

那么,為什么我們沒有皮毛?

無毛黑猩猩Mango,位于英國特懷克羅斯動物園(Twycross Zoo),于2016年去世。? Reddit

你可能會驚訝,人類和其他靈長類動物有著幾乎一樣的體表毛囊密度(換句話說,有著同樣多的毛)。唯一的不同是我們的“毳毛(Vellus hair,俗稱汗毛)”,短小柔軟、肉眼幾乎不可見。所以其實并不是我們的毛發(fā)消失了,只是我們毛發(fā)的種類出現(xiàn)了變化。

我們并不知道這種變化出現(xiàn)的具體原因。不過倒是有不少合理的假說。

其中一種假設認為,我們的祖先從樹上下來的同時,也發(fā)現(xiàn)了海產(chǎn)食物。因為濕皮毛在水中并沒有太大作用,大自然就傾向于選擇那些毛發(fā)較少的個體。不過,這個假設并不那么可信(只有像是鯨和海豚這類完全水生哺乳動物才具有無毛的特征,其他像是水瀨等半水生哺乳動物都有著非常厚實的皮毛),至少不是最主要的原因。

? Verywell Health

一種更被廣泛接受的理論是,我們的祖先在叢林生活到非洲稀樹草原的轉換中需要更好地控制體溫。沒有皮毛就意味著能夠出更多的汗來防止中暑,從而直接決定了我們物種在耐力上能夠更勝獵物一籌,最后成功捕獵。

在皮膚上,我們和其他靈長類最大的不同來自汗腺。人類的外泌汗腺(eccrine sweat gland,又叫小汗腺,是人體主要的汗腺)數(shù)量是黑猩猩或獼猴的10倍左右。我們有著極少的頂泌汗腺(apocrine sweat gland,又叫大汗腺),其會分泌一種油狀物質。我們的靈長類親戚有著同樣多的外泌和頂泌汗腺,而其他動物比如狗,全身有毛囊的地方幾乎都有頂泌汗腺,而外泌汗腺只生長在腳掌和其他無毛的區(qū)域。

或許真相是這幾種理論都是正確的,即我們無毛的成因是多種因素共同作用的結果。環(huán)境壓力和早期狩獵的選擇優(yōu)勢,加上人類自身的創(chuàng)造力(通過生火、穿衣來保暖)使這一特征延續(xù)到了今天。不過,我們皮膚上大量的汗腺也證明了體溫調控是體表無毛的重要優(yōu)勢。

出現(xiàn)在什么時間?

要知道,關于我們無毛的事實還存在著很多未知。但在人類的演化史上有兩個節(jié)點有可能出現(xiàn)這個變化。

第一個時間點在非常遙遠的過去,還要追溯到我們渾身是毛的祖先剛從樹上下來的那會兒。我們從來就不是以強壯力量著稱的物種,我們的祖先大概也如此。這一理論認為我們的祖先把活動都聚集在一天中最熱的時候,以避開天敵(捕食者一般會遠離太陽的直射而避免活動),于是大量出汗就成為了優(yōu)勢,同時皮毛變得不再重要。這一轉變大約出現(xiàn)在400到500萬年前。在這個理論中十分重要的思想是,避免成為捕食者的晚餐促成了我們皮毛消失。

第二種可能是,人類需要褪去皮毛才能夠更好地狩獵。同樣,我們的身體和其他野生動物比起來過于短小脆弱,我們的速度不如大部分的狩獵目標,我們也沒有獠牙、利爪,更不會吼叫。我們會制作的工具不多,可能有長矛,但卻還是幫不上什么大忙。

但我們的祖先(或者叫中央指揮官)會告訴你,只要你能把目標的體力先一步消耗殆盡,在其他方面其實并不用費太大功夫。持續(xù)式狩獵(Persistence hunting)是我們祖先獲取大量食物的少數(shù)幾種方式之一,除了拾荒(不僅危險而且效率低下)以外。

狩獵采集者,包括今天的桑族人依然在使用持續(xù)式狩獵。? wikipeida

我們雖然有著不少身體上的弱項,但人類確實是地球上最有耐力的獵手(至少是名列前茅),而其原因僅僅是因為會出汗的我們甚至能在奔跑的同時進行降溫。我們的祖先發(fā)現(xiàn),其實并不用大費周章地和羚羊拼死纏斗,他們只需要不停地追逐獵物,直到獵物失去體力無法動彈,然后再補上一刀——根本費不著冒生命危險。

這一情景發(fā)生的時間較近,大概在200萬年前,正是在直立人(Homo erectus,最早使用雙足站立的人族)開始狩獵的時候。在直立人遺址發(fā)現(xiàn)的帶有工具痕跡的骨頭證明了他們會經(jīng)常性捕殺大型獵物。他們的骨質結構表明,由于有更長的雙腿、更適應直立行走的腳掌、以及更發(fā)達的臀部結構,他們比早期人族要更適合行走和奔跑。在這個理論中,讓我們毛發(fā)消失的原因是為了捕食。

我們或許永遠無法得知,為什么我們的皮膚粉嫩光滑,而我們的近親卻渾身毛茸茸的。就個人而言,我比較滿意“因為出于某種原因它幫助我們的祖先生存下來”的說法。但我發(fā)現(xiàn)其中更耐人尋味的問題是,究竟是我們的祖先想要生存所以棄毛發(fā)如敝履,還是先丟了毛發(fā)再想辦法生存的呢?

不管答案如何,我都挺慶幸自己是只瘦小的人猿;尤其是在每次從地板上撿起我家貓掉的毛團時。

文/Alexandru Micu

譯/以實馬利

校對/兔子的凌波微步

原文/www.zmescience.com/science/why-are-humans-furless-feature-3562136245/

本文基于創(chuàng)作共同協(xié)議(BY-NC),由以實馬利在利維坦發(fā)布

文章僅為作者觀點,未必代表利維坦立場

 

原標題:《為何我們少有毛發(fā)?》

閱讀原文

    本文為澎湃號作者或機構在澎湃新聞上傳并發(fā)布,僅代表該作者或機構觀點,不代表澎湃新聞的觀點或立場,澎湃新聞僅提供信息發(fā)布平臺。申請澎湃號請用電腦訪問http://renzheng.thepaper.cn。

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