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问医生

天冷不要怕 鼻子会进化

2017-11-09北京晨报
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核心提示:12万年-3万年前的尼安德特人和东北亚的现代人为了适应环境、更好地生存下去,他们的鼻腔内部结构发生了变化,使得干燥、寒冷的空气能够通过“加湿加温”后再达到肺部。

  每当北方的空气寒冷又干燥时,有多少人会感觉到自己鼻子的“异常”?相信有人会感叹自己的鼻子实在不适应冷空气的冲击,于是围巾口罩全都往脸上招呼。你知道吗,有两个“群体”并没有这种烦恼,他们出门有如一台行走的“加温加湿器”,这都要源于他们鼻腔进化出来的构造。这两类群体的年龄差有点大,一个是生活在距今12万年-3万年前的尼安德特人,另一个是生活在当今东北亚的现代人。两个群体都独立进化出了某种鼻形,帮助他们更好地呼吸。

  理论

  鼻腔为适应环境改结构

  阿根廷巴塔哥尼亚国家中心的研究人员首次对“年龄差”高达几万年的尼安德特人和现代人的鼻子进行了比较,并发现了欧洲人这一神秘“表亲”脸上的新线索。

  虽然二者在地球上生活的时间相差巨大,但他们都选择在寒冷、干燥的亚欧环境中定居。为了适应环境、更好地生存下去,他们的鼻腔内部结构发生了变化,使得干燥、寒冷的空气能够通过“加湿加温”后再达到肺部。由于尼安德特人的化石记录中缺乏软组织的证据,因此,到目前为止,想要证明这一论点颇具挑战。

  研究

  重建鼻腔内部模拟呼吸

  在这项研究中,研究人员分析了38名阿根廷人的鼻子,其中26人是来自欧洲西南部祖先的后代,另外12人则是最近从东北亚来到阿根廷的移民。研究人员将这些人的鼻子与两名尼安德特人头骨上的鼻子进行了比较,其中一名尼安德特人的头骨约有5万-7万岁,另一个头骨则大约有6万岁。

  这些“参与者”被分为了三组,即由欧洲西南部祖先后代组成的“欧洲组”、东北亚移民组成的“亚洲组”以及尼安德特人的“原始组”。

  “从骨骼形状来看,头骨,特别是鼻子的部分存在着重要的差异。”该研究的作者之一,罗兰多·冈萨雷斯-何塞博士在接受《每日邮报》采访时表示。“尼安德特人的鼻子又宽又短,外观和许多人一样,它们都是在温暖或潮湿的气候下进化的。”

  之后,研究人员根据这些化石,对尼安德特人鼻子内的软组织进行了数字重建。随后又利用电脑模拟重现了三组“参与者”的呼吸。结果显示,东北亚移民在呼吸时,鼻子中的空气最快达到变暖和“加湿”的效果,其次是尼安德特人,欧洲西南部祖先的后代完成加热加湿过程最慢。

  冈萨雷斯-何塞博士说,在重建了鼻腔内部,包括它的软组织后,尼安德特人的鼻子在干燥或寒冷的模拟条件下表现得非常好。具体来说,相比另外两组,亚洲组鼻子的调节能力可以形容为一台“空调”了,而倒数第一的欧洲组的鼻子只在鼻腔中后部才发挥出调节作用。研究结果表明,在尼安德特人和现代人类中,适应冷空气的鼻子形态是独立进化而来的。

  延伸

  还有其他适应寒冷特征

  “尽管尼安德特人和现代人类之间存在着重要的颅面差异,但二者都能以自己的方式,独立地解决在寒冷气候中的呼吸问题。”冈萨雷斯-何塞博士说。流体动力学和进化生物学各自独立地提供了鼻子进化的证据,这意味着在量化化石记录的性能和进化信号时需要跨学科。

  值得注意的是,除了他们的鼻子,尼安德特人还进化出了各种适应寒冷气候条件的特征。冈萨雷斯-何塞博士补充说,许多尼安德特人的身体特征都被认为更加适应寒冷的生存环境,比如短而有力的腿和胳膊,宽阔的胸膛等。“当然,也不能忽略其文化特征发挥的重要作用。”冈萨雷斯-何塞博士说,在尼安德特人定居欧洲期间,学习气候变化的知识、开发高效的衣服、使用火等都是保证其生存的重要方面。

  【链接】

  欧洲人遥远的亲近——尼安德特人

  尼安德特人是现代欧洲人祖先的近亲,大约12万年-3万年前居住在欧洲及西亚,但在两万四千年前,这些古人类却消失了。

  2010年,尼安德特人基因组草图发布,基于尼安德特人基因组草图的研究发现,除非洲人之外的欧亚大陆现代人均有1%至4%的尼安德特人基因成分贡献。

  2017年3月3日,美国《科学》杂志发表题为《中国许昌出土晚更新世古人类头骨研究》论文称,人类演化研究取得突破性进展:10多万年前生活在河南省许昌市灵井遗址的“许昌人”,可能是中国境内古老人类和欧洲尼安德特人的后代。

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