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《科学画报》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

由中国科学社于1933年8月创刊,距今已有80年的历史。《科学画报》在80年的办刊历程中,形成了通俗生动、图文并茂地介绍最新科技知识,形式多样地普及科学技术的特点,对提高广大群众的科学水平,启发青年爱好科学、投身科学事业起了很大的作用,当今的不少著名学者、教授、科学家,青少年时代都曾受到它的熏陶和启发。

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“白发三千丈”的科学解释

2017-02-28 14:47:00
 

文/乘风

  当年李白高吟“白发三千丈,缘愁似个长”的时节,或许只是做个夸张的比喻。但是,你有没有想过,人的头发为什么老是在长,老是要剪,要打理?在互联网时代之前,如果你有这种好奇心,或许会到图书馆去找答案。你会发现,哺乳动物中,惟有人类和麝牛的毛发是一直在长的。如果你还想知道为什么,那么,通过进一步的查找你会失望地发现,没人能回答你。

  最近20年里,科学家对于人类的头发渐渐发生了兴趣。虽然最后的答案还没有找到,却有了一些有趣的说法。

  最初是美国西北大学的生物物理学家亚瑟·诺伊菲尔德和华盛顿大学的人类学家格伦·康罗伊发表了一篇短文。他们指出,其他哺乳动物的毛长到一定长度就不长了,人的头发却一年一年地越长越长。“你见过猩猩理发吗?”他们问。“你何曾见过哪种毛皮动物(除了参加比赛的竞赛用狗之外)需要理发师为它梳理打扮的?”当然没有。那么,人为什么会进化出独特的不断生长的头发?他们在文章中提出了这个问题。

  人的毛发有9~10种,从头发、胡须、眉毛、睫毛到腋毛、汗毛,等等。不管是漂亮的头发还是最最细软的手指上的汗毛,它们都以同样速度生长——约每月1~1.5毫米——只有在脱落前才有一个短暂的休眠期。但是,身体各部位的毛发生命周期不同,这也决定了它们的最大长度。例如,腿毛的寿命为2个月,腋毛6个月会脱落,而头发能不停地长上6年甚至更长时间。

  科学家至今不能具体解释是什么控制着毛发的生长,只知道这牵涉到数百个基因,而且,只要有一个基因发生突变就会产生巨大效应。比如,成纤维细胞生长因子-5(FGF-5)突变会引起安哥拉鼠的被毛变长。FGF-5为一种控制毛干停止生长的蛋白质编码。诺伊菲尔德和康罗伊感到好奇:人的头发能够一直长下去,是否也因为FGF-5基因分泌抑制因子的机制不灵了?

  另一种可能是取决于角蛋白的10个主要基因。角蛋白是构成毛发的主要成分。德国海登堡癌症研究中心的温特在2001年发现,人角蛋白与黑猩猩、大猩猩的角蛋白相比,其中9个基因几乎完全一样,第十个基因,phi-hHaA却有显著差别。在其他灵长类,phi-hHaA是为一种蛋白质编码的。在人体内,它却是个假基因——它转录为RNA,但不引导任何蛋白质的合成。根据温特的计算,这一突变大约发生在24万年前。人是否就在那时候有了不断生长的头发?法国的伯纳德·蒂艾里认为可能是的。他指出,24万年前也正是我们的祖先开始使用炉火的时候。“文明的进步第一次施加了一种新的选择压力,于是,这种基因突变被选中了。”换句话说,他相信驱动变化的动力是文明。刚好在此之前,我们的祖先学会了用火,无需披着一身长毛也能保持身体温暖了,这样,他们的毛发就可以转而发挥新的功能了。

  毛发少有几个好处。第一,有利于减少疾病,因为毛发是寄生虫的主要集聚地;第二,这对于体温调节很重要,使得我们的祖先走出森林之后,在炎热的大草原中能够更有效地以出汗来调解体温。更有人相信,这是为了适应历史上雨水更多的时期。

  但是,上面的解释根本没有说明为什么我们的头发会向另一个方向进化——无论从耗费能量还是消灭寄生虫的角度看,都是代价不菲。这肯定是要有回报的。

  现在凸现的说法是:恰恰因为头发需要这么多的关心,它成了个人显示其社会地位的广告。精心梳理的头发是社会进取心的表现,显示出你是自己人。如果这是对的,那么其推论就很清楚:头发长出来就是为了修剪、为了给人看的。

   “这使我很有感受。”英国苏塞克斯大学的灵长类学家乔利说。“整洁的头发表示有人乐意在你背后为你效劳。”她进一步发挥她的想法:“而且你要有时间花在头上。同时,为你修剪头发的人手要巧,不会在你头上拉个口子。”所以,好的发式也需要互惠——信赖对方,也被对方信赖。这可以解释为什么一头长长的乱发一直是流浪汉、疯子和无赖的象征。

  这种推理似乎有些勉强。“但是,”乔利指出,“灵长类已经这样做了很久了。”整理毛发是灵长类社会的黏合剂。“许多灵长类动物有着复杂的发式,显示个体的健康情况和社会地位,并告诉大家它们属于哪个物种。”

  当然,人不需要用发式与近亲种相区别。自从尼安德特人在2.4万年前死了之后,人类已经没有近亲了。然而,透过年代和文明的隔阂,我们可以看到,人类也曾用发式表示自己是某个群体的成员:想想朋克们的怪异发式,中国清朝初期的“留发不留头,留头不留发”,雷盖音乐的代表人物鲍勃·马利的歌迷们的辫子。乔利相信,对于我们的史前祖先,打理头发不仅仅是个人的事,更是有关群体的事情。他指出,这个概念在部落社会中显然特别重要。他举出了冰人奥兹的例子。他的部落标志包括57处文身——虽然不知道他的发式。另一个例子是在爱尔兰的克洛奈卡沼泽中发现的2300年前的克洛奈卡文人。他用发胶将头发梳得一根根立起来。

  乔利相信,自从20万年前,人类进化到现代人的时候起,发式就成了团伙成员的“证章”。这与phi-hHaA基因变异的时间大体吻合。遗憾的是,没有发髻的化石能够了结这个争论,已知的最早的梳子仅仅只有8000年历史。但是,一些年代更久远的古代人的雕像倒是有着梳理过的头发。23 000年前的“维伦多夫的维纳斯”就是一例。她虽然没有五官容貌,却有着复杂的发型。类似地, 25 000年前的象牙雕刻,法国的“布拉塞姆波女子”有着漂亮的披肩长发。

  虽然缺乏更早的考古学证据,许多专家相信,我们的祖先开始梳辫子的时间还要早得多。参照MC1R基因发生的变异(该基因与皮肤颜色有关),犹他大学的艾伦·罗杰斯断定,人类是在170万年前褪去浓密的体毛的。这个时期,直立人生活在炎热的大草原,这符合毛发少能够更好地调节体温的说法。直立之后,他们的头部受到大量阳光照射,长头发能够有效地遮挡阳光。一方面我们没法知道直立人是否因发辫引以自豪,但化石证据至少证明,即使在很久以前,我们的祖先有智慧解决这个问题。

  今天,我们对居住在洞**的祖先的生活方式已经知道很多了。他们肯定有时间去梳理自己的头发。蒂艾里说,“以部落社会的效率,打猎和采集化费的时间并不很多,他们还有大把时间去弄头发。”洞穴人的审美观显然也进步了。“我们看到,即使是最早最普通的人像,他们的头发都是打理过的。”假如有人的发式比别人好,他们当然就受欢迎。有一个结论是不会错的:理发师可能是最古老的职业之一。

你知道吗


 

与其他灵长类动物一样,你大约有500万根毛发

人发的数量因头发的颜色而各异:长着金头发的人有14万根头发,黑头发是10.5万根,红头发只有9万

如果一直不剪,人的头发平均4年左右能长到腰部

金发是在11 000年前才出现的

你的头发中,大约有90%每时每刻都在生长

你每天会掉50~100根头发

 

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