ساعد نسيج الشعر العقول البشرية القديمة على التوسع منذ 2 مليون سنة

كشف فريق من العلماء عن رؤى رائعة حول الأهمية التطورية لنسيج شعر الإنسان. من خلال اختبار شعر مستعار مختلف على دمية مصممة خصيصًا تتعرض للإشعاع الشمسي في نفق هوائي ، كشف الباحثون عن علاقة خفية بين نسيج الشعر وتوسع الدماغ البشري ، يعود تاريخها إلى ما يقرب من مليوني عام. تسلط هذه النتائج الضوء على دور شعر الرأس في حماية حواسنا وعزلها وتحفيزها ، مما يكشف عن قصة آسرة لتطور الإنسان.

استكشاف الغرض من شعر الرأس

يتفق علماء الأنثروبولوجيا بشكل عام على أن البشر طوروا شعرًا على رؤوسهم لثلاثة أسباب رئيسية: الحماية والعزل والوظيفة الحسية. يعمل الشعر كحاجز ضد الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية من الشمس ، مما يساعد على تنظيم درجة حرارة الجسم. ولأن فروة الرأس غنية بالنهايات العصبية ، فإن الشعر يعزز حساسية هذه النهايات العصبية للشعور بلمسات خفيفة وحركات وتغيرات في البيئة.

الآن ، تعمق فريق من الباحثين في خصائص عزل الشعر ، وتلقي دراستهم رؤى جديدة حول كيفية تأثير قوام شعر الإنسان على تنظيم درجة حرارة الجسم. تشير دراسة جديدة إلى أن نمو الشعر أثار “تكيفًا تطوريًا” ساعد الدماغ البشري على التوسع إلى الحجم الذي هو عليه اليوم ، بدءًا من حوالي مليوني عام.

تكييف دمية الملابس لعلوم الشعر

قاد فريق البحث البروفيسور جورج هافينيث ، مدير مركز أبحاث بيئة العمل البيئية ، في الحصول على الصورة المجانية تشكل عشرات من خلفيات الحرة . في الورقة الجديدة ، التي نشرت في 6 يونيو في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، قال العلماء إنهم شرعوا في تقييم كيفية “تأثير قوام الشعر المتنوع على اكتساب الحرارة من الإشعاع الشمسي”.

قال البروفيسور هافينيث إنه لتحقيق أهدافهم ، قام الباحثون بتكييف دمية تستخدم عادة لاختبار وظائف الملابس الواقية. في الأساس ، بنى العلماء نموذجًا كهربائيًا حراريًا على شكل إنسان ينتج حرارة الجسم. تمت برمجة النموذج البشري بعد ذلك للحفاظ على درجة حرارة سطح ثابتة تبلغ 35 درجة مئوية ، على غرار متوسط ​​درجة حرارة الجلد.

تم اختبار الدمية المعدة خصيصًا في نفق الرياح المتحكم فيه المناخ. (البروفيسور جورج هافينيث / الحصول على الصورة المجانية تشكل عشرات من خلفيات الحرة )

تم وضع الدمية المحضرة أخيرًا في نفق رياح يتحكم فيه المناخ مع مصابيح حرارية موجهة على رأسها لتقليد التعرض للإشعاع الشمسي. قام العلماء بتحليل معدلات نقل الحرارة من خلال أنماط شعر مستعار مختلفة: لا شيء ، شعر مفرود ، مجعد بشكل معتدل وشعر مجعد بإحكام. تم استخلاص النتائج من حساب كمية الكهرباء المطلوبة للنموذج للحفاظ على درجة حرارة ثابتة 35 درجة مئوية ، مع كل نوع من أنواع الشعر (شعر مستعار).

التعرق من أجل الدقة

أوضح البروفيسور هافينث أنه لتحديد تدفق الإشعاع الشمسي الذي يمتصه الرأس بدقة أكبر ، باستخدام باروكات مختلفة ، قام الفريق بحساب الفرق في إجمالي فقد الحرارة بين قياسات المصباح وقياسات القاعدة. علاوة على ذلك ، تم رصد معدلات فقدان الحرارة عند سرعات الرياح المختلفة. وفي بعض التجارب ، قام الباحثون حتى بتبليل الرأس لتقليد ومراقبة آثار العرق البشري على العزل وتشتيت الحرارة.

حلل نموذج حاسوبي خصائص اكتساب الحرارة لأنواع الشعر الأربعة ، في بيئة تم ضبطها على 30 درجة مئوية مع رطوبة نسبية 60٪ ، محاكية الظروف في أفريقيا الاستوائية. وخلص الباحثون إلى أنه في حين أن أنواع الشعر الأربعة قللت من الإشعاع الشمسي من فروة الرأس ، فإن “الشعر المجعد بإحكام يوفر أفضل حماية من حرارة الشمس الإشعاعية مع تقليل الحاجة إلى التعرق للبقاء باردًا”.

إنفوجرافيك يشرح عناصر إجراء الاختبار. (Lasisi وآخرون 2023 / PNAS)

علاقتنا المتغيرة مع الشمس

في الصحافة يطلق نينا جابلونسكي أستاذ الأنثروبولوجيا في ولاية بنسلفانيا و قال إن البشر قد تطوروا في أفريقيا الاستوائية حيث تكون الشمس في سماء المنطقة معظم النهار وسنة وسنة. وأضاف الباحث أنه في إفريقيا ، تلقت فروة الرأس وأعلى الرأس الكثير من الإشعاع الشمسي ، وتساءل الفريق عن كيفية تأثير ظروف الحرارة هذه على تطور الإنسان.

في البيان الصحفي ، قالت تينا لاسيزي ، التي كانت تجري أطروحة الدكتوراه في ولاية بنسلفانيا ، إن النتائج حددت أن الشعر المجعد بإحكام “سمح للبشر بالبقاء هادئين والحفاظ على الماء بالفعل”. وأضاف لاسيزي أنه عندما بدأ البشر الأوائل المشي بشكل مستقيم في إفريقيا الاستوائية ، كانت رؤوسهم تتعرض لحروق الشمس بشكل متزايد ، وكانوا يعانون من ضربة شمس ناجمة عن ارتفاع درجة حرارة الرأس وتؤثر على وظائف الدماغ.

https://www.youtube.com/watch؟v=FXvRW1Sm1Nw

تحليل تجارة الغدة / الشعر

قال لاسيزي إنه عندما بدأ البشر يفقدون شعر أجسامهم ، طوروا غدد عرقية للحفاظ على البرودة ، لكن العرق يقلل من ماء الجسم ، وبالتالي يقلل من مستويات الإلكتروليت. وخلص لاسيسي إلى أنه يعتقد أن شعر فروة الرأس “تطور على الأرجح كوسيلة لتقليل كمية الحرارة المكتسبة من الإشعاع الشمسي ، وبالتالي الحفاظ على برودة الإنسان دون أن يضطر الجسم إلى إنفاق موارد إضافية”.

قال لاسيزي ، متحدثًا باسم الفريق ، إنه منذ حوالي مليوني عام ، كان لدى الإنسان المنتصب بنية جسدية مماثلة لما نفعله اليوم ، لكن دماغه كان أصغر. وأضافت أنه قبل مليون عام ، طور البشر حجم دماغ مشابه للدماغ الحديث ، ولهذا السبب اقترح الباحثون أن شعر فروة الرأس يوفر “آلية سلبية لتقليل كمية الحرارة المكتسبة من الإشعاع الشمسي والتي لا تستطيع الغدد العرقية لدينا أن تفعلها” ر “.

الصورة العلوية: يستخدم اثنان من الشعر المستعار على دمية الاختبار لاختبار أداء الشعر المختلف في التحكم في الحرارة. المصدر: جورج هافينيث / الحصول على الصورة المجانية تشكل عشرات من خلفيات الحرة

بقلم اشلي كوي