エアコン以前の生活：初期の人類は巻き毛が涼しさを保っていた、と研究が発表

2023 年 6 月 7 日

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フランシスコ・トゥテラ著、ペンシルバニア州立大学

人間の髪の質感が体温調節に果たす役割を研究した研究者らによると、巻き毛は単に見た目が良いだけではなく、初期の人類が水を節約しながら涼しさを保っていた理由を説明できるかもしれないとのこと。 この発見は、人間の脳が現代のサイズに成長することを可能にした進化的適応を明らかにする可能性がある。

ペンシルバニア州立エヴァン・ピュー大学人類学教授のニーナ・ジャブロンスキー氏は、「人類は赤道直下のアフリカで進化した。アフリカでは、一年中、一日のほとんどの時間、太陽が頭上にある。」と語る。 「ここでは、頭皮と頭頂部が、はるかに安定したレベルの強烈な太陽放射を熱として受けています。私たちは、それが髪の進化にどのような影響を与えたのかを理解したいと思いました。しっかりとカールした髪により、人間は涼しく過ごすことができ、実際に水を節約できることがわかりました。」 」

研究者らは、サーマルマネキン（電力を使用して体温をシミュレートし、科学者が人間の皮膚と環境の間の熱伝達を研究できる人型モデル）と人毛ウィッグを使用して、多様な髪の質感が太陽からの熱取得にどのように影響するかを調べました。放射線。 科学者らは、このマネキンを皮膚の平均表面温度と同じ華氏95度（摂氏35度）の一定の表面温度に維持するようにプログラムし、環境制御された風洞内に設置した。

研究チームは、マネキンが一定の温度を維持するために必要な電気量を監視することにより、体温損失の基本的な測定を行いました。 次に、頭皮の髪の状態を 4 つ (なし、ストレート、適度にカール、しっかりとカール) した状態で、太陽光を模倣するためにマネキンの頭にランプを当てました。

マネキンの実験を主導した英国ラフバラー大学環境人間工学研究センター所長のジョージ・ヘブニス氏は、科学者らはランプの測定値とベースの測定値の総熱損失の差を計算して、頭部への日射の流入を判定したと説明した。 。 また、さまざまな風速での熱損失と、発汗をシミュレートするために頭皮を濡らした後の熱損失も計算しました。 彼らは、赤道アフリカの環境のような、華氏 86 度 (摂氏 30 度) の熱と相対湿度 60% の環境で、多様な髪の質感が熱取得にどのような影響を与えるかを研究するために、その結​​果をモデルに実行しました。

研究者らは、すべての髪が頭皮への太陽光放射を減少させるが、しっかりとカールした髪が太陽の放射熱から最もよく保護され、涼しさを保つために発汗する必要性を最小限に抑えられることを発見した。 彼らはその発見を米国科学アカデミー紀要に報告しました。

ペンシルベニア州立大学で博士論文の一部としてこの研究を行ったティナ・ラシシ氏は、「直立歩行は準備であり、脳の成長は頭皮の毛髪の恩恵である」と述べた。 ラシシ氏は秋からミシガン大学で人類学の助教授として着任する。

初期の人類が赤道直下のアフリカで直立歩行できるように進化すると、頭のてっぺんがますます太陽放射の矢面にさらされるようになったとラシシ氏は説明した。 脳は熱に敏感で、特に脳が大きくなるにつれて熱を発生します。

暑すぎると熱中症などの危険な状態につながる可能性があります。 人間は体毛の多くを失ったため、体温を保つために効率的な汗腺を発達させましたが、発汗には水分と電解質が失われるという代償が伴います。 ラシシ氏によると、頭皮の毛は、太陽放射から得られる熱の量を減らす方法として進化した可能性が高く、それによって体が余分な資源を消費することなく人間を涼しく保つことができるという。

「約200万年前、私たちと同じ体格を持っていたが、脳のサイズが小さかったホモ・エレクトスが見られました」と彼女は述べた。 「そして100万年前までに、私たちは基本的に、多少なりとも現代の脳の大きさになっています。何かが物理的な制約を解放し、脳が成長することを可能にしました。頭皮の毛は、得られる熱の量を減らすための受動的なメカニズムを提供したと考えています」私たちの汗腺ではできない太陽放射によるものです。」

ジャブロンスキー氏は、この学際的な研究は、人間を潜在的に危険な状況に陥らせることなく、人間の毛髪がどのように進化したかについての理解を深めるための重要な予備的結果を提供すると述べた。

この研究はまた、進化人類学者がサーマルマネキン（通常は防護服の機能性をテストするために使用される）に、他の方法では捕捉するのが非常に難しい人間のデータを定量化するための追加のツールを備えていることも示しているとヘブニス氏は付け加えた。

「肌の色と、メラニンが太陽放射から私たちをどのように守るかについて行われた研究は、特定の環境で必要な日焼け止めの量に関して、人が下す決定の一部を形作る可能性があります」とラシシ氏は述べた。

「髪についても同様の意思決定が行われるのではないかと思います。軍隊やさまざまなアスリートがさまざまな環境で運動していることを考えるとき、私たちの調査結果は、よく考えて考える時間を与えてくれます。この髪型だとオーバーヒートしやすくなるでしょうか？髪を最適に着ける方法は？」

詳しくは： Tina Lasisi et al、体温調節適応としての人間の頭皮の毛髪、米国科学アカデミー紀要 (2023)。 DOI: 10.1073/pnas.2301760120

雑誌情報:米国科学アカデミーの議事録

ペンシルバニア州立大学提供