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为什么我们没有绿色头发?生命的色彩揭秘

时间:2023-11-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:性选择理论表明,动物的外表,特别是雄性动物的外表,很大程度上受到雌性选择的影响,体色自然也不例外,因为体色是最为直观的选择标准。既然如此,当然不能随便着色,而必须符合雌性选择的需要。就算人类意外进化出了绿色头发,也会因为不符合性选择的要求而遭到淘汰,何况绿色头发非但不能展示身体健康状况,反倒等于宣告自己缺乏营养,甚至可能出现了铜中毒。

为什么我们没有绿色头发?生命的色彩揭秘

达尔文曾经为雄孔雀的尾巴操碎了心,他实在不明白,在野生环境下,如此豪华的尾巴除了招惹捕食者之外,简直一无是处——首先不能保暖,其次不能警戒对手,伪装更是谈不上,大概也没有什么热调节功能,因为雌孔雀缺少这样的尾巴,生活丝毫不受影响。

那么雄孔雀高调张扬的大尾巴意义何在?

经过进一步的研究,达尔文还发现,雌雄孔雀之间的差异并非孤例,许多动物都会因为性别不同而出现不同的体色,而且模式大体相同:雄性华丽夺目,雌性低调朴素,这就是所谓的雌雄二态性。问题是它们往往生活在相同的生态位中,如果只是受到自然选择的影响,理论上应该采用相同的体色才对,两性之间的不同体色意义何在呢?

为了解释雌雄二态性现象,达尔文在1871年出版了《人类起源和性选择》一书,正式提出了著名的“性选择”理论,以此作为对自然选择理论的补充。

简而言之,性选择理论认为,虽然雄孔雀的大尾巴对生存可能不利,甚至有害,却能吸引雌孔雀的关注。对于雄孔雀来说,雌孔雀的爱好就是最大的道理,雄孔雀必须把自己搞得华丽夸张,然后到处张扬炫耀,才有可能得到交配的机会。由于某些原因,雌性的欣赏品味有时没有道理,所以很多动物都出现了无法理解的体色和花纹。

这就是达尔文为一些奇异的动物体色提供的一揽子解决方案

性选择理论表明,动物的外表,特别是雄性动物的外表,很大程度上受到雌性选择的影响,体色自然也不例外,因为体色是最为直观的选择标准。既然如此,当然不能随便着色,而必须符合雌性选择的需要。

科学家对雪雁的研究证明了体色在性选择过程中的重要性。雪雁是一种漂亮的小鸟,有蓝色也有白色。有意思的是,蓝色雪雁只和蓝色的交配,白色的当然只和白色的交配。于是科学家不禁思考:这种交配倾向是天生的,还是受到父母影响的文化现象呢?

为了验证这个问题,研究人员把刚孵化出来的小雪雁换个家庭调包抚养。结果很有趣:这些小家伙在养父母家里长大以后,无论自己体色是蓝是白,都只喜欢和与养父母体色一致的鸟交配。要是养父母一蓝一白,小家伙长大后就不会挑剔,它们蓝白通吃。研究人员还恶作剧地把一些鸟爸爸鸟妈妈染成红色,结果正如预想中的一样,红色家庭养大的小雪雁只喜欢红鸟。也就是说,审美情趣受到后天环境的强烈影响,而与基因无关。

在哺乳动物身上,存在同样的性选择压力

雄狮为例,它们都长有威猛的鬃毛,那是区别雄性狮子与雌性狮子的重要标志,也是身份与地位的象征。鬃毛有两个重要指标,一是长短,二是色彩,分别扮演着不同的角色。鬃毛的长短是雄性竞争的重要武器,鬃毛越长,说明雄狮的战斗力越强,鬃毛较长的雄性对于其他狮子具有不战而胜的威慑作用。鬃毛的色彩则是性选择的重要武器,主要是给雌性看的,雌性更喜欢与鬃毛颜色较深的雄狮交配。这对雄性来说是一个严峻的挑战,因为鬃毛颜色越深,吸收阳光的能力就越强,导致体温越高,直至影响精子的质量。[199]尽管存在如此不利的因素,雄狮为了得到雌性的青睐,还是长出了深色的毛发,就算导致体温升高也在所不惜。尽管自然界也出现过白色的狮子或者带斑纹的狮子,但在性选择的影响下,它们都很难找到交配对象,拥有奇异毛色的狮子因此很难得到进化的机会。

所以,性选择在某种程度上对动物的毛发颜色具有稳定作用,一旦某种体色得到确定,就不会轻易变来变去,否则就算不会遭到自然选择的淘汰,也可能被性选择所淘汰。

简而言之,在性选择的影响下,动物的体色会在很长时间内保持一致,其中初始性状起到了决定作用,这就是所谓的奠基者效应,即最初的生物性状会影响后来的生物性状。人类同样如此,头发的颜色只能在奠基者的基础上保持长期稳定,最多略作修改,很难出现巨大的变化,否则不容易得到性选择的青睐。

那么人类奠基者的头发是什么颜色呢?

人类与黑猩猩是近亲,人类奠基者的头发颜色必然与黑猩猩的相近。黑猩猩就是黑色的猩猩,它们的毛发当然以黑色为主。

黑猩猩的毛发为什么是黑色而不是其他颜色呢?

科学家早就发现,生活在温暖潮湿栖息地的鸟类往往比干燥凉爽地区的鸟类颜色更深,比如赤道附近的丛林鸟类往往是黑色的,这被称为格洛格法则。进一步的观察表明,不只是鸟类,哺乳动物和灵长类动物的体色全部符合这一法则,[200]即环境越是温暖潮湿,动物的体色就越深,直到变成黑色。比如生活在开阔地带的短尾猴的体色相对较浅,而生活在潮湿丛林中的短尾猴的体色则是黑色。普通狒狒生活在稀树大草原上,面临着强大的紫外线威胁,但它们的面部肤色和毛发颜色相对较浅。生活在西非原始丛林中的鬼狒,则完全变成了黑色。[201]

为什么温暖潮湿的地区需要黑色呢?

潮湿的丛林中不但生活着大量的动物和植物,而且生活着大量的细菌真菌。考虑到野生动物没有洗澡的习惯,我们可以想象,它们的毛发中肯定长满了各种细菌和真菌,且不说皮肤病之类的烦恼,毛发也会受到寄生菌的破坏。为了抵制真菌对毛发的侵蚀,丛林动物必须进化出更加结实的毛发,而黑色毛发在抵抗真菌方面具有明显的优势,因为黑色素和角蛋白很难被降解,可以大幅延长毛发的寿命。另一方面,黑色毛发吸热速度极快,有利于促进其中的水分蒸发,与其他颜色相比,更容易保持毛发干燥。真菌偏爱潮湿的环境,根本无力分解干燥的毛发。因此,在温暖湿润的热带丛林中,动物的毛发主要呈现黑色,这就是格洛格法则的要义所在。

黑猩猩是典型的热带丛林动物,当然会遵守格洛格法则。作为黑猩猩的近亲,人类的头发同样受到格洛格法则的限制,起始颜色只能是黑色,而不可能是其他颜色。

既然人类头发的起始颜色是黑色,在性选择的驱动下,就很难再变成其他颜色,当今世界人类的发色分布格局也证明了这一点。

影响头发颜色的基因至少有七种,杂色的等位基因主要出现在欧洲的部分地区,比如波罗的海以东、东欧和北欧等地出现了淡黄色、金色或红色等发色。这些发色大多是最近三万多年进化的结果,但在世界的其他地区,仍然以黑色头发为主。[202]因为在性选择的压力下,一旦某种头发颜色在某地成为优势发色,其他颜色就很难再得到发展的空间。就算人类意外进化出了绿色头发,也会因为不符合性选择的要求而遭到淘汰,何况绿色头发非但不能展示身体健康状况,反倒等于宣告自己缺乏营养,甚至可能出现了铜中毒。[203]所以,就算到了现代社会染发技术极其发达,我们也很难看到有人故意把头发染成绿色,倒不是怕被人说戴绿帽子,有些地区根本不在乎绿色的帽子,而是因为那不符合主流的审美观

但是,人类为什么会在短短三万多年的时间里于欧洲进化出许多其他发色呢?

那也是性选择作用的结果,只不过性选择的标准有所放松而已。

智人走出非洲之后,由于工具和火的使用,已经不像其他灵长类动物那样经常受到肉食动物的威胁,对于隐蔽的要求在不断降低,头发因此可以展示更多的色彩,欧洲大陆正好为不同的发色提供了尝试的舞台。

人类学家普遍相信,人类的婚配制度与食物丰度有关。极度贫困地区往往实行一妻多夫制,相对贫困地区则采用一夫一妻制,相对富裕的地区就很容易出现一夫多妻制。早期的欧洲属于相对贫困地区,当地气候寒冷,与非洲相比,食物相对稀少,进入欧洲的智人仍然采用狩猎采集模式,但男性必须奔跑更长的距离才能获取足够的食物,而女性采集食物的数量也明显下降,她们必须依赖男性才能生活下去。男女社会价值的改变导致婚配模式也随之改变,家庭收入很难供养更多的人口,他们开始朝着一夫一妻制的方向转变。一夫一妻制导致单身女性的数量不断上升,造成了全新的性选择压力,直接影响了女性的审美观,她们不得不接受其他肤色和发色,这样才能把自己嫁出去,[204]欧洲人的头发因此具备了多样化的条件。在其他地区,比如非洲的新几内亚地区,由于当地食物充足,男性可以养活多个配偶,未婚女性相对较少,有着从容的择偶机会,对黑色头发的审美惯性就不会轻易改变。亚洲也是一样,不同的是亚洲适合农业生产,人口增加迅速,一夫多妻制普遍,女性同样紧缺,稀有发色很难展示优势,黑色头发就一直占据主流地位。(www.xing528.com)

所以,性选择是影响人类头发颜色的重要力量。由于人类强大的文化属性和学习能力,这种力量有时甚至超越了自然选择,决定了人类很难出现绿色的头发。

当然,在性选择之外,自然选择并没有完全退场,而是默默掌控着头发进化的方向。就算在自然选择作用的范围内,绿色头发也不是人类的最佳选择。

首先,绿色头发的防紫外线能力无法与黑色头发相比。

现代人经常把头发剪掉,扔在理发店的地上,从不觉得可惜。很少有人意识到,他们其实扔掉了一堆宝贝。与其他部位的毛发相比,不管是腋毛还是阴毛,或者是男人的胡子,都要到青春期以后才开始生长,女人索性没有胡子,可见这些毛发至少不是生活必需品。但是,无论男女都有头发,而且从一出生就有,说明头发绝非可有可无的装饰,[205]而是顶在头上的遮阳伞,最基本的功能就是屏蔽紫外线。

人类皮肤裸露之后,避免紫外线伤害成为一项关键任务。皮肤中的黑色素是对抗紫外线的重要防线,这道防线一直延伸到了头发。头发中的黑色素和皮肤中的黑色素来源相同,[206]可以有效阻止强烈的紫外线触及大脑的表皮,从而保护头皮细胞中的基因免受破坏。[207]由于人类直立行走,头发的防护效果更是显著,长长的头发不但可以保护头皮,而且可以保护后背,防护效率得到空前提高。计算表明,黑色头发至少可以为人体减少80%的紫外线照射。既然如此,如果头发颜色有所改变,则可能会产生全身性的影响。事实正是如此,比如红头发的人更容易出现雀斑,好在雀斑只是小事一桩。浅色头发与黑色素瘤也存在正相关性,拥有浅色头发的人患病的概率是黑头发的三倍。[208]此外,无论棕色、金黄色还是红色头发,浅色头发的人患帕金森综合征的比例都比黑色头发的要高,[209]究其根源,可能都与紫外线的潜在伤害有关。

同样的道理,如果把黑色头发换成绿色头发,头发防紫外线的能力将直线下降。绿色头发主要反射绿光,对紫外线几乎没有屏蔽作用,所以人类舍弃绿色头发才是明智的选择。

其次,绿色头发的热调节能力无法与黑色或白色的头发相比。

我们在前面已经讨论过哺乳动物毛发的热调节功能,绿色毛发的表现并不突出,这个弱点在人类身上将得到进一步放大,因为人类的体型在不断增大,为了满足营养需要,必然扩大觅食范围,而扩大觅食范围必然增加太阳暴晒的时间。皮肤一旦裸露在垂直的阳光下,能量输入可以达到每平方米一千瓦的水平。在如此高强度的辐射之下,身体面临着脱水与大脑崩溃的可能,于是对毛发的热调节功能提出了严峻的挑战。[210]

人类的体重与黑猩猩的相近,大脑容量却是黑猩猩的三倍。如此大的脑容量在计算过程中会产生大量热能,必须及时散发出去,而头顶的太阳又在不断对大脑进行加热。所以,头发的热调节任务异常艰巨,如果没有正确的发色,人类将面临死亡的威胁。

要想完成复杂的热调节任务,黑色头发才是最优选择,因为黑发可以阻止过多的热量抵达皮肤,防止头皮受到灼伤,[211]不会造成大脑过热。此外,卷曲的黑发还能起到隔绝热对流的作用,并在夜晚减少热量损失,这就是所谓的双向调节,是黑色毛发最奇特的功能。

智利沙漠中有一种黑色海鸥,羽毛在清冷的早晨会很平顺,可以用来接受阳光辐射,迅速提高身体温度。到了下午,当沙漠中的温度达到峰值时,海鸥就会把羽毛打乱,使之变得蓬松起来,可以有效隔离环境中的热量辐射。[212]人类把这种双向调节功能发挥到了极致,非洲人的头发都处于卷曲状态,其中充满了空气,大大提高了隔热效果,可以有效防止大脑中暑。与此相对应的是东亚地区的居民,头发虽然也是黑色,却变成了平顺的直发,任务也从隔热而变成了吸收太阳的热量,以此保证大脑处于适当的温度。

在非洲以外地区,头发颜色同样与热调节有关。欧洲气候潮湿阴冷,光照不足,为了得到更多的阳光,欧洲人的头发才变成了更浅的颜色,易于阳光穿过,从而直接加热大脑。[213]浅色头发过滤紫外线的效果较弱,有利于适量的紫外线抵达皮肤,促进体内维生素D的合成。只有部分部落例外,比如因纽特人,他们虽然地处北极,却仍然是一头黑发,那很可能是进化速度没有跟上地理环境变化需要的结果,也可能与他们长期食用鱼肉的习惯有关,因为他们从鱼肉中可以获取足够的维生素D。

设想一下,绿色头发拒绝了所有绿色光波,因此无法摄入足够的阳光辐射,在脑袋出汗时不容易晾干头发,或者简单地说,绿头发更容易让人感冒。无论隔热还是获取热量,绿色头发的表现都不尽如人意。既然如此,干吗还要绿色头发呢?同样的原因,人类也没有蓝色头发和紫色头发,这两种光波中蕴含的能量虽然弱于绿光,但与红光与黄光相比,还是不宜放弃为好。

人类舍弃绿色头发的第三个原因与隐蔽功能有关。

绿色头发最令人遐想的就是隐蔽功能。既然人类是三色视觉,绿色头发肯定能起到伪装作用,那么人类为什么放弃这种天然的伪装呢?

对于三色视觉的动物来说,绿色头发确实具有隐蔽功能。正因为如此,有些灵长类动物已经进化出了类似绿色的毛发,比如绿猴。

顾名思义,绿猴当然就是绿色的猴子。与人类相似,绿猴也有裸露的面部皮肤,同时也是典型的三色视觉。虽然绿猴的毛发还称不上真正的绿色,只是有点橄榄绿而已,但无论如何,已经有点绿色的意思了,在光线暗淡的丛林中确实可以起到很好的伪装效果,甚至比真正的绿色效果还好。

绿猴的存在反驳了这样一种观点,即人类没有绿色的头发,是因为无法进化出绿色的色素。绿猴证明了灵长类动物完全可以进化出绿色的毛发来。[214]

既然绿猴能做到,为什么人类不能?

答案与不同动物面临的自然选择的压力不同有关。

绿猴面临的挑战与人类的完全不同,它们体型很小,只有几公斤重,格外需要提防被天敌捕杀。绿猴的天敌有老鹰和蛇,甚至包括黑猩猩和人类。老鹰和蛇都是四色视觉,黑猩猩和人类则是三色视觉,绿色毛发显然可以保护绿猴免遭捕杀。加上绿猴体型较小,代谢产热的效率较高,就像绿色的鹦鹉一样,就算不用黑色毛发调节体温也没有什么问题,所以绿色毛发才成为可能。

人类之所以没有进化出绿色的头发,是因为人类并不像绿猴那样面对众多具有三色视觉的天敌。人类的天敌其实是豹子、狮子和老虎这样的大型肉食动物,而它们都是典型的双色视觉,绿色的头发并不能提供有效的保护。

大致梳理下来,头发的几种重要功能,诸如保护作用、热调节作用、屏蔽紫外线作用、性选择的作用等,没有一个因素指向绿色头发。换句话说,对于人类来说,与其他颜色相比,绿色头发没有任何优势可言。

这就是我们看不到绿色头发的根本原因。

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