Dlaczego kręcone włosy były ewolucyjną zaletą?

Loki na głowie mogły oryginalnie służyć jako ewolucyjny atut dla przyrostu rozmiaru mózgu zgodnie z nowymi badaniami z udziałem manekina w peruce umieszczonego w klimatycznie kontrolowanym tunelu aerodynamicznym.

„Mózg to duży i bardzo wrażliwy na ciepło organ, który także wytwarza wiele ciepła”, tłumaczy Tina Lasisi obecnie badacz habilitacyjny biologicznej antropologii na Pennsylvania State University. „Więc uznaliśmy, że ewolucyjnie może być to ważne ‒ szczególnie w okresie, gdy obserwujemy wzrost mózgów osobników naszego gatunku”. 

Według nowych badań mocno skręcone włosy lepiej chronią czaszkę przed promieniowaniem słonecznym i nie leżą płasko na skórze, podczas gdy są mokre ‒ dobrodziejstwo, które podczas upału pozwala się ludziom pocić, jak te występujące u naszych przodków żyjących w Afryce miliony lat temu. 

„Pocenie się nie jest darmowe”

Artykuł badawczy Lasisi i jej kolegów z Penn State opublikowany w tym miesiącu w Proceedings of the National Academy of Sciences opisuje pomiary tego, jak włosy regulują temperaturę czaszki w bezpośrednim świetle słonecznym, używając różnych peruk na „manekinie termalnym”.

Manekin ogrzany do średniej temperatury ciała, czyli 95 stopni Fahrenheita został umieszczony w klimatycznie kontrolowanej komorze z tunelem aerodynamicznym, który umożliwił naukowcom zbadanie ilości ciepła transportowanej między skórą i otaczającym środowiskiem. 

Trzy peruki zostały zrobione z czarnych ludzkich włosów pochodzących z Chin ‒ jedna z prostych, jedna ze średnio skręconych, jedna z mocno skręconych ‒ by naukowcy mogli zaobserwować, jak różne tekstury włosów wpływały na pozyskiwanie i utratę ciepła czaszki. Obliczyli także stratę ciepła przy różnych prędkościach wiatru po zmoczeniu peruk, symulując spocenie. 

Badacze stworzyli następnie model utraty ciepła w różnych warunkach i badali je w typowych warunkach równikowej Afryki, gdzie sądzi się, że wyewoluowali pierwsi człowiekowaci. 

Dowiedzieli się, że wszystkie rodzaje włosów dają pewną ochronę przed słońcem, jednak mocno pokręcone włosy stanowiły najlepszą ochronę i minimalizowały potrzebę pocenia się ‒ znaczące odkrycie, mówi Lasisi.

„Włosy na głowie są … prawdopodobnie pasywnym mechanizmem, który chroni nas przez fizjologicznymi skutkami pocenia się”, mówi. „Pocenie się nie jest darmowe ‒ tracisz wodę i elektrolity. Dla naszych człekokształtnych przodków mogło być to ważne”. 

Tajemnica ludzkich włosów

To, dlaczego ludzie mają włosy na głowie, jest długo stawianym sobie pytaniem, co do którego jedynie kilku naukowców się ze sobą zgadza. 

Wielu doszukuje się przyczyn w ewolucji z postawy czworonożnej do wyprostowanej, wnioskując, że włosy na głowie pomagały regulować temperaturę ciała, zachowując się jak bariera przed ekspozycją na słońce.

Niccolo Caldararo antropolog z San Francisco State University, który nie był zaangażowany w ostatnie badania, preferuje „teorię grzejników” autorstwa antropologa ewolucyjnego Deana Falka: włosy chronią duże mózgi hominidów przez gorącym światłem słonecznym i izolują je przed zimnem.

Jednak Caldararo zauważa, że to złożony temat z wieloma zmiennymi: na przykład białe włosy, które odbijają światło, mogą stanowić lepszą ochronę słoneczną niż czarne włosy, które pochłaniają ciepło, mówi. 

Badanie Lasisi i jej kolegów jest „prowokacyjne”, mówi Kurt Stenn dermatolog niezaangażowany w badanie oraz autor Hair a Human History. Sugeruje, że badacze powinni wziąć pod uwagę także kształt i gęstość ludzkich włosów na głowie. 

Na przykład azjatyckie włosy użyte w badaniu mają tendencję do przyjmowania okrągłego kształtu w przekroju poprzecznym i w związku z tym absorbują więcej ciepła niż niektóre rodzaje afrykańskich włosów, wśród których każdy włos ma kształt długiej wstążki, która znacznie łatwiej się zakręca, mówi.

Biolog ewolucyjna Elizabeth Tapanes z University of California w San Diego, która także nie była zaangażowana w badanie, mówi, że jest ono „dużym skokiem w przód na temat myślenia, dlaczego mamy tyle włosów na głowach”.

Dodaje także, że badanie włosów innych ssaków naczelnych wraz z ludzkimi mogłoby pomóc naukowcom lepiej zrozumieć, jak schładzają głowę; jej własne badania lemurów zwanych sifaka dało podobne rezultaty. 

Sifaka to pionowi wspinacze i skoczkowie więc są zazwyczaj wyprostowani w stronę słońca, mówi Tapanes; badania wykazały, że mają one więcej włosów na czaszce, a mniej na ciele w gorących i wilgotnych środowiskach. 

Ewolucyjny atut?

Jest wręcz możliwe, że kręcone włosy są jednym z powodów, dlaczego Homo sapiens zajęli miejsce Neandertalskich i denisowiańskich gatunków człowiekowatych, które wymarły około 40 000 lat temu. 

Lasisi podkreśla, że jeśli genetyczne mutacje dla kręconych włosów pojawiły się, zanim Homo sapiens opuścił Afrykę jednak po tym, jak zrobili to nasi przodkowie humanoidzi, mogłoby to dać współczesnym ludziom przewagę ewolucyjną. 

Jednak nie uważa, by to było prawdopodobne; badania sugerują, że geny determinujące kręcone włosy pojawiły się znacznie wcześniej w ewolucji człowieka, być może około dwóch milionów lat temu, gdy Homo erectus był dominującym człowiekowatym. Sugerują, że wraz ze wzrostem mózgów humanoidów geny odpowiadające za kręcone włosy, które chroniły czaszkę przed słońcem, mogły stanowić dla tych, którzy je mieli zaletę. 

Co do prostych włosów: Lasisi mówi, że jakakolwiek genetyczna predyspozycja do nich pośród pierwszych człekokształtnych była zapewne zmienna. „Nie oczekujemy, że była homogeniczna”, mówi. Na późniejszym stopniu naszej ewolucji kręcone włosy mogły stracić swoje ewolucyjne atuty i proste włosy mogły stać się korzystniejsze względem innych typów selekcji genetycznej. 

„Może wraz z posiadaniem większych mózgów zyskaliśmy adaptacje kulturalne pozwalające unikać przegrzania, jak lepsze źródła wody”, mówi. „Może w tym momencie nie było tak selektywnej presji posiadania kręconych włosów”. 

Lasisi mówi, że kolejnym krokiem badań będzie szukanie genetycznych dowodów do poparcia teorii.

„Po pierwsze musimy wiedzieć więcej o współczesnych ludziach na przykład, które geny są połączone z morfologią włosów”, mówi. „Drugim krokiem będzie współpraca z badaczami zajmującymi się DNA starożytnych ludzi w celu sprawdzenia, czy te geny występują u archaicznych ludzi”.