Жизнь до кондиционирования воздуха: вьющиеся волосы сохраняли прохладу первобытным людям, говорится в исследовании

7 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Франсиско Тутелла, Университет штата Пенсильвания

По мнению исследователей, изучавших роль текстуры человеческих волос в регулировании температуры тела, вьющиеся волосы не просто хорошо выглядят — они могут объяснить, как древние люди сохраняли прохладу и экономили воду. Результаты могут пролить свет на эволюционную адаптацию, которая позволила человеческому мозгу вырасти до современных размеров.

«Люди эволюционировали в экваториальной Африке, где солнце находится над головой большую часть дня, из года в год», — сказала Нина Яблонски, профессор антропологии Университета Эвана Пью в штате Пенсильвания. «Здесь кожа головы и макушка головы получают гораздо более постоянный уровень интенсивного солнечного излучения в виде тепла. Мы хотели понять, как это повлияло на эволюцию наших волос. Мы обнаружили, что плотно завитые волосы позволяют людям сохранять прохладу и фактически экономить воду». "

Исследователи использовали тепловой манекен — модель в форме человека, которая использует электроэнергию для имитации тепла тела и позволяет ученым изучать теплообмен между кожей человека и окружающей средой — и парики из человеческих волос, чтобы изучить, как различные текстуры волос влияют на приток тепла от солнечной энергии. радиация. Ученые запрограммировали манекен на поддержание постоянной температуры поверхности 95 градусов по Фаренгейту (35 градусов по Цельсию), аналогичной средней температуре поверхности кожи, и поместили его в аэродинамическую трубу с климат-контролем.

Команда провела базовые измерения потерь тепла телом, отслеживая количество электроэнергии, необходимое манекину для поддержания постоянной температуры. Затем они осветили голову манекена лампами, чтобы имитировать солнечное излучение при четырех состояниях волос на голове: ни одного, прямые, умеренно завитые и туго завитые.

Ученые рассчитали разницу в общих теплопотерях между измерениями лампы и базовыми измерениями, чтобы определить приток солнечного излучения к голове, объяснил Джордж Хавенит, директор Исследовательского центра экологической эргономики Университета Лафборо, Великобритания, который руководил экспериментами на манекенах. . Они также рассчитали потери тепла при различной скорости ветра и после намокания кожи головы, чтобы имитировать потоотделение. Они проанализировали свои результаты с помощью модели, чтобы изучить, как разнообразная текстура волос повлияет на приток тепла при температуре 86 градусов по Фаренгейту (30 градусов по Цельсию) и относительной влажности 60%, как в экваториальной Африке.

Исследователи обнаружили, что все волосы снижают солнечное излучение на кожу головы, но плотно завитые волосы обеспечивают лучшую защиту от солнечного излучения, сводя к минимуму необходимость потеть, чтобы оставаться прохладными. О своих выводах они сообщили в Трудах Национальной академии наук.

«Прямолиденье — это установка, а рост мозга — это результат роста волос на голове», — сказала Тина Ласизи, которая проводила исследование в рамках своей докторской диссертации в Пенсильванском университете. Осенью Ласиси начнет работать доцентом кафедры антропологии в Мичиганском университете.

По словам Ласиси, когда первые люди в экваториальной Африке научились прямоходить, макушки их голов все чаще подвергались воздействию солнечной радиации. Мозг чувствителен к теплу, и он генерирует тепло, особенно по мере его роста.

Слишком сильное тепло может привести к таким опасным состояниям, как тепловой удар. Поскольку люди потеряли большую часть волос на теле, у них появились эффективные потовые железы, позволяющие сохранять прохладу, но потоотделение происходит за счет потери воды и электролитов. Волосы на голове, вероятно, возникли как способ уменьшить количество тепла, выделяемого солнечной радиацией, тем самым сохраняя людям прохладу без необходимости тратить организму дополнительные ресурсы, говорит Ласиси.