Почти все носы выполняют задачи обнюхивания, дыхания и обеспечения первой линии защиты от бактериальных захватчиков. Но четких различий между носами предостаточно: от длины ног до ширины ноздрей. Уже более века антропологи спекулируют и обсуждают, какие из этих различий связаны с воздействием окружающей среды. Теперь у ученых есть доказательства того, что климат, в котором развивались наши предки, помог определить, насколько широки или узки наши носы сегодня.
Связанный контент
- Ученые нашли новый тип антибиотиков, прячущихся в человеческом носу
- Кожа человека может обнаруживать запахи, некоторые из которых могут способствовать заживлению
- Человеческий нос может различать от одного триллиона различных запахов
«Меня всегда восхищали вещи, которые отличаются между людьми, - говорит Марк Шрайвер, генетик и антрополог из Университета штата Пенсильвания. Шрайвер посвятил свою карьеру изучению вариаций нашего вида, которые делают нас уникальными - пигментация кожи, тон голоса и даже риск преждевременных родов, - и пытался связать эти вариации с конкретными генами. Большая часть этого исследования включала 3D-сканирование лиц более 10 000 человек, чтобы проанализировать бесчисленные мелкие отличия лица и почему.
Для этого исследования Шрайвер и его команда решили сосредоточиться именно на носу, поскольку его структуру легко измерить и сравнить с изображениями. Используя их 3D-сканы, Шрайвер и его команда могли точно измерить нос разных людей, и, используя данные об их происхождении, наметить, как меняется форма носа в зависимости от различий в происхождении более чем 2500 человек из четырех регионов мира с различным климатом.
В исследовании, опубликованном сегодня в журнале PLOS Genetics, Шрайвер показывает, как температура и влажность воздуха, которым мы дышим, повлияли на форму того, чем мы дышим.
Идея о том, что климат влияет на форму носа, не нова. К 1905 году врач армии США Чарльз Вудрафф писал в своем научном трактате «Воздействие тропического света на белых мужчин», что «форма и размер носа и положение ноздрей в настоящее время довольно хорошо доказаны как вопрос выбора. из сильнейших сортов. " Он рассказал, как, по его мнению, форма носа может помочь со временем адаптироваться к климату:
«В тропиках, где воздух горячий и, следовательно, разрежен, необходимо больше его, и важно, чтобы не было препятствий для воздушных потоков, чтобы ноздри были открытыми и широкими, а нос - очень плоским. Такой нос не подходит для холодных стран, поскольку это позволяет массам холодного воздуха затоплять воздушные каналы и раздражать мембрану подкладки, так что нос должен быть большим и иметь большую грелку, и поэтому ноздри представляют собой тонкие прорези для впуска воздуха в тонкие ленты, которые легко нагреваются. [...] Следовательно, в холодных странах должен был произойти естественный отбор одного вида изменений - большие суженные носы и выбор в жарких странах другой крайности, чтобы постепенно возникли различные типы ".
Тем не менее, более столетия спустя ученые не смогли окончательно доказать, были ли эти изменения в носу чем-то большим, чем просто случайный фоновый шум в грязном процессе эволюции. Теперь, с его тысячами отсканированных носов, Шрайвер и его команда составили карту не только географических вариаций ширины носа, но и рассчитали, развивались ли эти изменения быстрее, чем скорость нормального «генетического дрейфа».
«Мы ясно показываем, что части носа развивались быстрее, чем можно было бы ожидать, если бы это была просто нейтральная эволюция», - говорит Шрайвер о своих результатах. Наряду с его картой географических вариаций, эта скорость эволюции доказывает, что климат вызывает по крайней мере некоторые изменения в носовой форме.
Причины, по которым Шрайвер подозревает, что это происходит, схожи с причинами Вудраффа: в теплом влажном климате, где люди впервые появились, широкий нос позволил бы вдыхать больше воздуха с меньшими усилиями. Но как может засвидетельствовать любой, у кого часто бывают носовые кровотечения и кашель зимой, более холодный и более сухой воздух намного сильнее раздражает оболочки носа и горла. По словам Шрайвера, более узкий нос будет вызывать больше «турбулентности» при вдыхании воздуха, смешивая воздух внутри ноздрей, чтобы помочь согреть его, как конвекционная печь.
Эти воздействия могут показаться незначительными по сравнению с другими факторами, которые могут стимулировать эволюцию, но Шрайвер отмечает, что любой фактор, который может способствовать физическому состоянию человека, может быть выбран, независимо от того, насколько он мал. «Они могут быть очень маленькими и все же иметь действительно определенный эффект», - говорит Шрайвер.
Тем не менее, вероятно, есть гораздо более драматичное давление, ответственное за форму вашего носа: секс. «Если что-то было сформировано сексуальным отбором, это лицо», - говорит Шрайвер. Люди используют лица, чтобы оценить широкий спектр факторов о своих потенциальных партнерах, и форма носа определенно играет на этом. Примите во внимание тот факт, что почти 250 000 американцев перенесли ринопластику - широко известную как работа носа - в 2011 году, большинство из которых по косметическим причинам.
Теперь, когда большинство людей в развитом мире проводят свою жизнь в опосредованном человеком климате с искусственным кондиционированием и обогревом, говорит Шрайвер, «основной движущей силой в естественном отборе носов будет половой отбор». Влияние полового отбора на носы также может помочь объяснить, почему мужские и женские носы так сильно различаются, хотя Шрайвер говорит, что конкретная область еще не изучена. (Исследования также показывают, что у мужчин большие носы, поэтому они могут потреблять более высокий уровень кислорода, необходимый их организму.)
«Я думаю, что различия между полами больше, чем любая другая популяционная разница, которую мы видели», - говорит Шрайвер, указывая на то, что форма носа стала гендерной чертой, с которой мужчины и женщины могут оценивать друг друга.
Палеоантрополог из Тюбингенского университета Катерина Харвати, которая не участвовала в этом исследовании, говорит, что исследование Шрайвера делает хорошую работу, опираясь на эту давнюю теорию. Harvati провела исследование, чтобы выяснить, как различается размер полости носа черепа у людей из разных климатических регионов. Она говорит, что анализ Шрайвером мягких тканей носа «лучше учитывает основную генетику и проводит более тщательную оценку потенциального влияния естественного отбора на формирование носа».
Тем не менее, Харвати отмечает, что только носовая ширина, по-видимому, коррелирует с климатом, в то время как другие факторы носа, такие как высота или общий размер, измеренные командой Шрайвера, не показали никакой связи. Это говорит о том, что «общая форма носа не связана с климатом, и на нее влияют многие другие факторы, которые не обязательно выбираются».
До сих пор предыдущая работа Шрайвера по вариациям черт лица и генам, стоящим за ними, использовалась для создания фотографий потенциальных подозреваемых с помощью ДНК-доказательств. Он надеется, что, в конечном итоге, это также поможет людям использовать ДНК для восстановления лиц давно умерших людей и человеческих предков. Но его следующим шагом для исследования носа является поиск конкретных генов, которые вызывают эти различия в ширине носа между различными популяциями людей.
А пока дышите глубоко и наслаждайтесь многовековой эволюционной работой, направленной на то, чтобы сделать ваш нос таким, какой он есть.
