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人类为什么会退化掉体毛?进化得全身赤裸裸的!

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2024-10-18 12:50

正文

如果你有机会穿越到300万年前,遇到我们的老祖宗南方古猿。

看到你的模样,他们一定会吓一跳。

打死他们,他们也无法相信,自己的子孙后代会长成全身赤裸,头发极长的怪异模样。

300万年前,地球进入第四纪冰期。

覆盖全身的毛发,对于我们祖先南方古猿来说具有极其重要的意义[1]

毛发能保护皮肤、御寒隔热,抵挡紫外线。

同时健康的毛发也能体现基因的优秀,从而可以获得异性的青睐。

第四纪冰期,足足持续了200多万年,直到2万年前才进入尾声。

你可能会想:如此长的冰期,为了御寒,人类应该进化出更长的毛发,为啥反而退化掉了呢?

因为,相比起寒冷,它带来的间接威胁才是最为致命的。

一方面,冰期造成植被迅速退化,食物减少,大量南方古猿饿死。

另一方面,猎物的减少,使得南方古猿成为了顶级掠食者的捕食对象。

顶级猫科动物,是当时南方古猿的唯一天敌,以巴罗刀齿恐猫为代表。

这些是被恐猫咬穿的南方古猿的头颅

很多人以为南方古猿只有一种,其实他们有很多分支。

例如,阿法南方古猿、非洲南方古猿、湖畔南方古猿、羚羊河南方古猿、惊奇南方古猿、源泉南方古猿……

在严酷的生境压力下,其它分支都灭绝了。

最终只有阿法南方古猿的后裔存活了下来,发展出后来所有的人属动物,以能人、先驱人、直立人为代表。

他们之所以能存活下来,是因为身体结构发生了前所未有的变化。

肱骨头方向与肘部轴线之间夹角进化得更小了:

黑猩猩与人类腰扭矩,以及肱骨与肘部的夹角对比

胸大肌的屈曲力矩与扭转力矩,也对齐在了同一轴线上:

你可能会想,这两个看起来平平无奇的改变,真的能成为人类祖先制胜的关键吗?

当然。

这两个特征,意味着人类祖先从曾经恐猫嘴下的傻大个,进击成了令动物闻风丧胆的恐怖直立猿。

开合度更高,更加的灵活的双手,使得我们祖先的投掷能力得到了开挂般的升级[2]

人在投掷的时候,力量从腿到臀部,再到躯干、肩膀、肘部、手腕,每个关节都通过扭矩进行加速……

最终,一根根长矛犹如利箭一样横贯天宇。随着大型动物的一个个倒下,人类迅速崛起。

至少从260万年前,直立人开始起源时,就因为投掷能力增加,晋升为顶级掠食者,开始常规性吃肉。

甚至就连恐猫也在人类崛起的过程中,逐渐灭绝了。

诶,看到这里你可能就要问了,人类崛起和毛发退化究竟有什么关系呢?

当然有关系。

人类拥有非凡投掷能力,化身恐怖直立猿后,无需比其它类人猿进化得更加孔武有力。

只需要在拥有灵活双手的基础上,进化出更强的奔跑能力,就可以一直追着动物,突突突开射了。

于是,人类的盆腔结构随着奔跑发生了改变。

这样竖立的盆腔结构,不仅是对直立行走的适应,也更有利于臀肌的附着。

虽然人类奔跑的最高速度,和黑猩猩也差不多多少,但肌肉的耐力却得到了大大的提升。

男性进化出了具有更高奔跑能力的翘臀,女性进化出了更具有支撑能力的宽臀。

男女背部肌肉及臀肌对比

随着生物力学越来越优化,人类也进化出了大长腿。

哪怕时至今天,双腿的长度和臀部的维度,依旧是两性吸引力的关键。

持久奔跑,人体会呈现高热状态。

擅长奔跑的原始人,在狩猎奔跑过程中,产生的热功率高达1000W,这是静息状态下的10倍。

可以想象,一个1000W的热空调,温度调到37℃,假设有这么一档,连续开1~2个小时,整个房间会是什么样子。

于是,最早期的那一批直立人,就在耐力不断被迫升级的过程中,因为中暑而死掉了。

但一开始,总会存在那么几个毛发变少的突变个体,出现了发达的毛囊,通过大量排汗来增加热量的散发。

他们不仅活了下来,也因为持久的奔跑,获得了更多的猎物,得以繁衍生息。

他们的基因传承了下来。

虽然不运动的时候,人体热量少,但狩猎得来的动物皮毛正好可以御寒。

于是人体毛发减少的御寒劣势,从来没有对人类的生存产生过任何的威胁。

人类体虱大约是从100万年前的头虱进化而来,这意味着,我们的祖先,至少从那一时期开始穿上了衣服[3] [4]

通过DNA溯源,研究者发现,人类头虱又大约是从330万年前起源于大猩猩虱。

这似乎也间接地预示着,我们祖先退掉体毛的时间大约是100~300万年前。

当然,也有一个很老的观点,认为寄生虫带来的疾病压力,让人类褪去体毛。

但个人认为,这几乎不太可能,相比起其它的生存因素,寄生虫无法造成如此大的选择压。

人类体毛的退化,并没有由此结束。

其实,从始至终,我们都没有变成真正的裸猿,我们的毛发并没有完全退掉。

我们身上的汗毛分成两种:

一种是肉眼明显可见的黑色毛发——终毛(Terminal hair)。

另外一种是细短浅的毳毛(Vellus hair)。

正常情况下,一个人从婴儿到成年,除了面部等少部分区域,毳毛会逐渐转化成终毛。

然而,女性也保留了大量的毳毛,这属于一种幼态特征。

理论上来说,无论一个人身上是终毛还是毳毛,都对他的生存影响不大。

那为什么,人类还会进一步把终毛退化成毳毛呢?

这背后的力量,最大的可能性来自两性选择。

我们常常会发现这样一个典型的现象,大多雄鸟都长得妖娆多姿,通过诱惑的舞蹈来进行求偶。

我们人类,其实并不能欣赏这些舞蹈的全貌。

因为它们是跳给同样拥有四色视觉的雌鸟的。

人类视觉、紫外视觉模拟、鸟类视觉模拟

鸟类是视觉动物,我们人类同样如此。这在众多哺乳动物中,其实显得非常离经叛道。

在恐龙鼎盛的侏罗纪和白垩纪王朝,我们的哺乳动物祖先,为了适应夜行,退化成了二色视觉。

不仅它们眼中的视觉变成了黑白色,甚至就连它们的肤色和毛发都显得非常单调。

不过3000多万年前,在新世界猴和旧世界猴分化之际,X染色体上的视蛋白基因发生了变异,重新发展出了三色视觉。

三色视觉除了方便采集水果外,在繁衍上也起到重要作用。

除了人类外,狭鼻下目(猕猴、猿类素材)的灵长类发情时,都有着鲜艳的屁股。

人类特殊就特殊在,发展出了直立行走。

不仅私处隐藏了起来,甚至连发情期都隐藏了。

其它肉眼可见的性二态特征,变成了两性吸引的关键。

在这样的情况下,毛发退化后,裸露的皮肤便在两性吸引中发挥着至关重要的作用。

我们不仅可以通过细微的表情传达我们的情绪情感需求,也能解读别人的表情来了解对方的意愿。

具体到两性上,除了眉毛以外,女性面部的所有毛发都毳毛化。

这不仅更能展示女性化面孔,也能通过红润嫩滑的皮肤,呈现出健康而年轻生理特征。

而男性保留终毛化的胡须以及更多的体毛,则是典型的雄性特征。

对于原始社会来说,意味着他更加孔武有力,可能获得更多的狩猎资源。

整体上来说,人类体毛正在持续的毳毛化。

角蛋白是毛发的组要组成成分,它的合成受到基因控制。

分子生物学家发现,24万年前,KRTHAP 1角蛋白基因在人类进化过程中失活了,这才导致毛发变薄。是人类体毛毳毛化的可能原因[5]

通过欧亚人种体毛的差异,可以猜测,5万年前的智人可能有着比我们具有更茂盛的体毛。

在人类长达300万年的进化过程中,体毛整体上是朝着退化发展的,仅仅只有雄性保留了更多的终毛。

然而我们的头发偏偏是一个特例,它不仅没有退化,反而越长越长。

其实人类头发的保留并不难解释,同样源于我们祖先的狩猎压力。

人体大脑没有脂肪隔热层的保护,古人类一天狩猎时间长达十几个小时,持久的紫外线照射和高热,都会对他们有着致命威胁。

头发首先便起到隔绝紫外线的重要作用,其实头发还具有隔热和散热能力。

甚至为了增强隔热和散热,非洲原始人类的头发大多发展成了卷曲状。

时至今天的一些非洲部落,头发依旧具有相似的特征。

这样的头发,在冬天的时候,同样起到一定的保暖效果。

5万年前,智人进入欧亚大陆后,可能因为寒冷气候的原因,他们发展出了更长的头发用来保暖。

更长的头发,也对面部具有更加丰度的修饰效果。

至少从人类演化早起,审美就决定了两性之间的吸引力。

或许正式因为这个原因,欧亚大陆的男男女女几乎不约而同,拥有长发审美偏好。

甚至东西方都把剃掉头发,作为一种羞辱或者惩罚。

……

最后,我想说的是,从某种意义上来说,正是因为我们祖先退化了体毛,进化出了头发,才有今天的人类。

我们对头发的热爱,何尝不是对他们的最高敬意。


《参考文献》


[1] Alemseged, Zeresenay. "Reappraising the palaeobiology of Australopithecus." Nature 617.7959 (2023): 45-54.

[2] Roach N T , Venkadesan M , Rainbow M J , et al. Elastic energy storage in the shoulder and the evolution of high-speed throwing in[J]. Nature.

[3] Toups M A , Andrew K , Light J E , et al. Origin of Clothing Lice Indicates Early Clothing Use by Anatomically Modern Humans in Africa[J]. Molecular Biology and Evolution, 2010, 28(1).

[4] Weiss R A . Apes, lice and prehistory[J]. Journal of Biology, 2009, 8(2):1-8.

[5] Winter, H, Langbein, et al. Human type I hair keratin pseudogene phi (variant)hHaA has functional orthologs in the chimpanzee and gorilla: evidence for recent inactivation of the human gene after the Pan-Homo divergence[J]. Human Genetics Berlin, 2001.



来源:瞻云


编辑:千里雁啼


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