赤裸的真相
毛髮在哺乳 動物身上具有重要的保護功能, 但我們人類為何褪去了一身濃密的體毛,變得如此赤裸?
撰文╱雅布隆斯基(Nina G. Jablonski)
翻譯/涂可欣

重點提要
■人類是靈長類中唯一沒有濃密體毛的動物。
■為了適應環境的轉變,行走較遠的距離以取得飲水和食物,人類祖先失去了厚重體毛。
■化石標本和基因研究提供了這項轉變發生時間的線索。
■無毛的性狀為人類腦容量的增加和象徵性思考的演化奠定了基礎。

在所有靈長類中,只有人類擁有與眾不同、幾乎沒有毛髮的光滑皮膚,其他家族成員都覆蓋著濃密的毛:從 吼猴的黑短鬃毛,到紅毛猩猩的銅色長毛。事實上,大多數哺乳動物身上都有毛。沒錯,人類頭上是留著頭髮,身體某些部位也有體毛,但是和其他的近親比起來, 即使毛髮最濃密的人基本上都算光禿。

人類是如何變得如此赤裸的?幾百年來,學者不斷思索這個問題,然而要找出答案卻不容易。人類祖先的化 石雖記錄著大部份人類特徵的演化,例如直立行走,但沒有任何化石保存了人類皮膚的印記。不過近幾年來,研究人員意識到化石還是隱藏著人類從多毛轉變到無毛 的間接線索。過去10年來,我和其他學者從基因組學和生理學蒐集線索,推測出相當可靠的論述來說明人類脫去一身毛的時間和原因,除了能解釋人類的外觀為何 與其他的生物不同,還指出光禿的皮膚對人類其他特徵的演化有哪些重要影響,其中包括人類較大的腦和對語言的依賴。

毛,哺乳動物的表徵

要了解為什麼人類祖先會失去濃密體毛,我們應該先想想為什麼其他生物會有厚重的毛。毛髮是哺乳動物獨 有的身體外衣,事實上,它是定義哺乳綱的特徵:所有哺乳動物身上或多或少都有體毛,而且大多數相當濃密。毛髮能隔熱防寒,並避免皮膚受到摩擦、水氣、陽光 和有害寄生蟲及微生物的傷害,它也可做為保護色來混淆掠食者,獨特的花紋有助同類生物互相辨識,有些哺乳動物還會利用毛髮來表現牠們的侵略行為或焦躁情 緒,例如當狗豎起頸部和背部的毛時,就是警告挑釁者別靠近的鮮明信號。

儘管毛髮具有這麼多重要的用途,仍然有些哺乳動物演化出細小稀疏、幾乎不具功能的毛,牠們大多是居住 在地下或完全水生的生物。像是裸隱鼠這種大群在地底下穴居的哺乳動物,牠們在黑暗中無法看見彼此,只是縮在一起相互取暖,毛髮的種種益處對牠們都是多餘, 因此演化成無毛。而像鯨魚這種從不上岸的海洋哺乳動物,光滑的肌膚可以減少皮膚表面的阻力,有助於長距離游泳和潛水。缺少了外層毛髮的隔絕,這些動物皮下 都有脂肪層(鯨脂)做為彌補。相對的,像水獺這種半水生的哺乳動物則有濃密防水的毛,這些毛能捕捉小氣泡,增加浮力,減少動物漂浮水面時需耗費的力氣,到 了陸地上也能保護皮膚。

至於體型最大的陸生哺乳動物,例如大象、犀牛和河馬,經常有體溫過高的風險,因此也演化出光禿的皮 膚。動物的體積越龐大,相對於身體質量的表面積就越小,因此越難排除過多的體熱(反過來說,小鼠和其他小型動物因表面積與質量的比值較大,經常有無法維持 足夠體溫的危險)。在距今200萬~10萬年前的更新世,犀牛、猛象和其他現代大象的近親都是長毛動物,因為牠們生活在寒冷的環境,長毛的隔熱效果有助於 維持體溫,減少食物攝取量。但今日所有大型草食動物都棲息在炎熱的環境,長毛反而會讓這些巨獸致命。

人類無毛性狀的演化,並不是為了適應地底或水中生活(儘管水猿假說相當流行),也不是因為體型龐大, 而是和我們演化出較佳排汗系統的理由相同:赤裸的皮膚可使人類保持涼爽。

散熱,維持恆溫的方式

不是只有巨型動物才有散熱問題,對許多哺乳動物來說,如何保持涼爽也是個重要的問題,尤其是生活在炎 熱地區、需長時間行走或奔跑而產生大量熱的動物,更需要注意核心體溫的調控,否則組織和器官(尤其是腦)會因過熱而受損。

哺乳動物利用了各種不同的策略來避免過熱:狗會急促喘氣,許多種類的貓會等到較涼爽的晚間才活動,許 多羚羊會將動脈血液的熱氣傳給鼻子的細小靜脈,透過呼吸來降溫。對靈長類來說(包括人類),最重要的散熱方式是流汗。排到皮膚外的汗液在蒸發時,會順道帶 走皮膚的熱,讓身體冷卻下來,這套散熱機制的原理和蒸發式冷卻器相同,能有效防止大腦和身體其他部位過熱。

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2010年第97期3月號】

創作者介紹

雲竹小棧

kuochun24 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(0) 人氣()