这是一部关于毛发的趣味文化史。
在本书中,毛发研究的权威学者库尔特•斯坦恩以头发为出发点,梳理古今历史,用轻松有趣的笔触勾画出毛发在人类历史中扮演的角色:从头发起源的生物学知识、毛发疾病,到毛发在人类社交过程中表达的政治、社会信息;从理发与假发制造的纤维使用,到直接驱动商人开辟新航路、驱动世界运转。
毛发堪称一座信息的宝库,作者以历史、艺术、文化、社会、工业和科学等视角,从中挖掘出的一段段有趣故事,从侧面反映了人类文明演进的轨迹。全书以历史和科学研究作为坚实基础,节奏轻快、信息量庞大。读完此书,你或许会对这些寻常事物产生全新而美妙的认识。
刘新,毕业于河北农业大学外国语学院。专攻外国语言文学方向,取得了外语专业文学硕士学位。另有《“二战”回忆录2》《命运之书》等译作即将出版。
前言 毛发与人类历史
第一部分 物理属性
第1章 毛发进化论
从海洋移居陆地的护身符
体温调节器
原始人为何把浓密体毛进化没了?
第2章 毛发的生长模式
眉毛为什么是眉毛,而不是头发?
神奇的生长因子
表皮与真皮的双向对话
第3章 对话毛囊
毛发生长的四个周期
毛囊被杀死后还会再生吗?
第4 章 头发的坏天气
“一夜白头”的科学解释
秃头是怎么产生的
第二部分 终极沟通大师
第5 章 头发会说话
选美冠军是个秃子
所谓流行发型,就是不停地轮回
文明与野蛮的界线
发型的政治表达
剃度:与神明之间的特殊契约
第6 章 理发师小史
理发师是外科医生的祖师爷?
黑人理发店背后的自由抗争
发型师是如何炼成的
第7 章 悬发表演
一万根头发能吊起不止一个成年人
“长发公主综合征”
毡帽、脏辫与缩绒工艺
第8章 梳子、剪刀、卷发夹和染发剂
头发是死细胞,为何会发叉?
如何获得一头亮丽的卷发
发色隐藏的秘密
第9章 假发的艺术
戴假发,上流社会的专属权利
好莱坞的假发道具
如何成就一顶完美的假发
假发不局限于头部
第10章 死亡纪念品
头发与灵魂的诡异传说
悼念饰品,时尚潮流?
爱情的信物
头发艺术品
第三部分 毛发改变世界
第11章 海狸皮与地理大发现
维京人与条顿骑士团:为了毛皮东征
海狸帽狂热
美洲新世界的毛皮诱惑
第12 章 羊毛上的帝国
羊毛催生大英帝国
从羊毛到羊毛衣物
世纪竞争对手
第13 章 毛发的广泛战场
音乐家和乐曲之间总有一层毛发
头发能清理油污?
人体秘密记录仪
毛发成了食品添加剂?
后记 未来一瞥
机器人理发与植发
毛囊再生技术
未来理发店
前言 毛发与人类历史
创作本书的想法萌生之时,我正坐在理发店的椅子上。
我住在一个规模不大的大学城里,虽然学校气派的门口前有许多理发店,但我经常光顾的却是附近郊区的一家。这家理发店位于一间白色木质结构的乡间小屋里,用客厅改造而成,门口挂着红白条纹相间的螺旋柱,看起来非常传统。屋子正面的墙被改造成朝向街道的巨大落地窗,窗子左边有四把曲木制成的椅子和一张茶几,屋子中间有两把供理发客人使用的旋转椅,但理发师只有一个。其余三面墙都装饰着各种与高尔夫有关的小玩意儿:一张有四个球员的高尔夫球场照片、桑姆•史立德(Sam Snead) 戴白帽子的照片、古老的短切球杆和一些签名照。
几年前的一个上午,轮到我剪发时,我和往常一样坐到旋转椅上,理发师给我围上白布,系好一次性衣领。
“今天怎么剪,博士先生?”
“剪短,再稍微修一下。和往常一样,别剪了我的眉毛就行。”
这些年来我们偶尔会闲话家常——例如妻子、孩子等话题——除此之外,我们很少交谈。由于大部分时间我们就坐在那里一言不发,静静地倾听剪刀飞舞的咔嚓声和背后墙上木钟计时的嘀嗒声,所以当他开口问“说说吧,博士先生,您是做什么的?”时,我颇为吃惊。
“我是大学的医学博士。”
“嗯,对,这我知道,但是哪一类呢?我的意思是,您具体干些什么?”他停下剪发的动作,看着我。
“我研究毛发。”
他先是睁大了眼睛,然后脸上又露出微笑。“哦,别逗我了,博士先生!”
“真的,我没骗你。”我回答道。
“好吧,您说是就是吧。”他不确定我是不是在逗他,只是将信将疑地耸了耸肩,然后继续手头的工作。
毛发作为人体的一部分,也贯穿人类的历史,在文化领域和科学领域都应该受到严谨对待,但大多数人都觉得它无关紧要,这其中就包括我的理发师。对他来说,毛发就只是头顶上的那点东西,适当打理会让人显得体面。这也是提到头发时他唯一能想到的。
从那时起,我就注意到很多人都抱有这种狭隘的观点。他们的视野狭窄,认为毛发与毛皮、历史、健康以及生物学毫无关系。他们看不到毛发在西方人对北美洲的殖民、在中世纪欧洲贸易、在现代犯罪鉴证、在宗教、在艺术、在管弦乐器以及在现代生物研究中发挥的重要作用。他们也看不到历史上有许多人用不同的方法研究毛发,种类之多是现在的理发师和美发师望尘莫及的。他们更看不到科学的进步为毛发护理提供了新的有效工具:有的能够把毛囊移植到原本没有的地方,有的能够让直发变卷发,有的能让卷发变直发。
这些现象促使我这个毕生研究毛囊的科学家下定决心,要写一本书来阐述毛发的前景以及它在人类生活中起过的作用和今后仍将起的作用。在原始人时代,毛发就已经进化成一种保护身体免遭恶劣环境侵害的屏障。当现代人类褪去体毛后,他们转而使用其他哺乳动物的皮毛来蔽体。随着时间的推移,他们发现动物的毛发不仅可以制衣,还有许多其他用处。毛发凭借其独特的属性,影响着人类的进化、社会交往、历史、工业、经济、鉴证学和艺术。本书的话题非常广泛,不仅描述了毛发在传递社交信息方面的作用,也包含了它对人类历史、经济发展、艺术表现、鉴证学、考古学、自然科学和工业的影响。
本书的中心是毛干,也就是那些点缀在皮肤表面或直或卷的漂亮纤维。我会从特定人群的角度去讲述,这些人或对毛发有特殊兴趣,或与之有利益关系,他们了解并发掘毛发的不同特性,并以独特的视角来看待毛发的作用和重要性。对于脱发患者和大胡子牧师来说,最重要的是毛发传达的信息。对于毛皮商人和纺织工来说,保暖和能否成衣则至关重要。对于古生物学家来说,毛发对哺乳动物生存的保护作用是重点。细胞生物学家关注的是毛囊的再生能力,制琴匠关心的是能否做出一把好琴弓,犯罪学家关心的是能否成为呈堂证供,化妆师和假发商则关心毛发传递的社会信息,艺术家则关注毛发是否能成为艺术作品。他们看到了毛发的不同作用和影响,所以使用了不同的词语去描述本质相同的东西,例如“毛皮”“羊毛”“胡须”“体毛”,这些说法虽然不同(视说话人而定),但都是指毛发这一集合体,而“鬓须”“纤维”“鬃毛”和“发干”则是指不同的毛发主体。虽然这些毛发在尺寸、形状和生长密度方面不尽相同,但在生物学家眼中它们是同一结构物质。在论述毛发如何影响人类历史这个更大的问题时,我将采用生物学家的立场,将这些纤维物质统称为“毛发”或者“发干”。
这里所讲的只是九牛一毛,因为平心而论,每个与头发相关的团体都值得用与本书相同甚至更多的笔墨去介绍。在探索不同的毛发世界期间,我游历了许多地方,也拜访了许多杰出的人,有假发制造商、艺术家、制琴匠、犯罪学家等。我的足迹遍布医疗诊所、患者支援团体、分子生物实验室、恐龙博物馆、皮毛商会、牧场、纺织厂和发艺展览馆等地。在行文中,我放弃了全方位的介绍,省略了许多与毛发相关的从业者,而把重点放在西欧和北美的过往上。我的这些决定是基于个人学识以及让本书能为一般读者接受而作出的。我已经尽量简化科学术语,使描述更简明扼要。而对于那些有更多疑问的读者,我在书后提供了专业名词、章节注释和参考文献以供使用。
贯穿全书的主旨是,无论毛发生长在哪里——人身上,绵羊身上,海狸身上,鸭嘴兽身上或者豪猪身上——即使它们有长有短、有坚硬有柔软、有乌黑有洁白、光滑或粗糙,但归根到底都是相似的。毛发就是毛发,不管它来自哪种动物。
首先,我们必须得问:毛发究竟是什么,它从哪里来?
《波士顿环球报》(Boston Globe)
库尔特•斯坦恩,一位致力于头发研究超过30年的科学家,在这本充满趣味的新书里证明了,即使是最不起眼的细须也值得我们关注。他是一位思路清晰又充满热情的解惑者,为我们解释了毛囊和毛干、皮肤背后隐藏的基因和生长模式以及所有可能产生误解的事。
《柯克斯书评》(Kirkus)
一位毛囊科学家从生物学、生理学及历史等角度对毛发提出了一番富有启发意义的见解。这是一部关于纤维的有趣历史,充满活力,信息量非常庞大。
《出版商周刊》(Publishers Weekly)
斯坦恩从生物学、人类学、文化的角度探讨头发错综复杂的故事,为一个看似无用的事物建立起一个全面的概述。尽管在这个领域有许多更完整更学术化的精妙作品,但本书中那些丰富又引人入胜的头发的故事却是对外行人的绝佳启蒙。
《华尔街日报》(The Wall Street Journal)
这是一部充满学术研究又引人入胜的作品,并且充满了新奇的事实。
《图书馆杂志》(Library Journal)
这是一本好书,对那些喜欢了解科学的历史或历史中的科学的人来说是一本好书。一部很棒的入门书。
《科学新闻》(Science News)
斯坦恩将一部百科全书般的资料写进区区256页。斯坦恩成功地传达了一种神奇的感觉:一种看似平凡的材料却如此坚韧、如此强劲、如此多功能,几乎可以用于任何用途。
耶鲁大学医学院
我们脑袋上的头发,只是这本内容广泛的作品的出发点。库尔特•斯坦恩,耶鲁大学前病理学家和皮肤学家,论述了从人类头发的进化到毛发在文化、心理以及全球贸易方面的影响。在本书最后,读者也许会更加相信,毛发驱动世界运转。
美国科学促进会首席执行官拉什•D.霍尔特(Rush D.Holt)
对头发的生物学、进化、历史、社会学和美学方面的深入研究、清楚和娱乐性的叙述。
中西部书评(Midwest)
《头发史》出自一位头发专家之手,他通过探讨头发的诸多方面提供了一个有趣的全球旅行。强烈推荐给所有对头发的进化和培养感兴趣的人。
伊丽莎白•本尼迪克特(Elizabeth Benedict),编辑,《我的头发与我:解开二十七位女性的困扰》(Me,My Hair and I:Twenty-seven Women Untangle an Obsession)
就头发的事问一个女人,她可能会告诉你她日常生活的故事。问库尔特•斯坦恩,这部生动历史的作者,他会用非常易懂的故事来解释头发的起源和其中蕴涵的科学知识。我对头发的了解越多,我就越相信学习它是了解一切重要事情的门道——我们来自哪里,我们要去哪里,为什么我们对头发如此痴迷。
克里斯托弗•奥尔特斯通穆尔(Christopher Oldstone Moore),《胡子和男性:揭示面部毛发的历史》(Of Beards and Men:The Revealing History of Facial Hair)的作者
库尔特•斯坦恩揭开了头发在自然界和人类社会的神秘面纱,展示了各种各样的头发对我们的健康和幸福至关重要。头发的故事揭示了关于我们人类过去、现在和未来的事,而且远比我们一般认知的多。斯坦恩那快节奏、长见识的科学、历史以及现今社会之旅会让读者对一些很常见却又很美妙的事物产生全新的认识。
阿尔钦•马卡林(Armen Markarian),美国博斯利毛发修复和头发俱乐部(责任有限)公司,前任总裁兼首席执行官
我完全陶醉在库尔特•斯坦恩的著作中。这是我读过的关于这个主题最好的研究,最好的作品和最有趣的概要。在明确的、清晰的行文间,斯坦恩博士通过准确的历史、艺术、文化、社会、工业和科学的视角讲述了头发的故事。我将此书推荐给所有拥有或记得有头发的人。
罗威尔•A.戈德史密斯(Lowell A.Goldsmith),马里兰州,罗切斯特大学医学和牙科学院荣誉院长
在《头发》中,库尔特•斯坦恩确立了自己作为头发研究先驱者的地位。他用鲜艳多彩的装饰和诱人的纱线编制出了头发的整个世界,从理发和假发制造到画笔和乐器制造中的纤维使用,再到详细而又迷人的头发形成生物学和毛发疾病。他关注的经纱和纬线迸发着活力同时又令人欣喜。
约翰•高德特(John Gaudet),《纸莎草:改变世界的植物》(Papyrus:The Plant that Changed the World)一书作者
作为一个生物学家,我喜欢像《头发》这样的书,它把光明带到人类经验的阴暗角落。斯坦恩教授,一位头发界的世界权威,也是一位伟大的故事作者。头发就是一座信息的宝库,其中一些能使你的头发变得更整洁美观。这是一本清晰、简明、深思熟虑的好书。
弗拉基米尔•迪内兹(Vladimir Dinets),《龙之歌:鳄鱼、短吻鳄和其他恐龙近亲之中的情感与冒险》(Dragon Songs:Love and Adventure among Crocodiles,Alligators,and Other Dinosaur Relations)一书作者
如果你认为你知道关于头发的一切,你会大吃一惊。斯坦恩使用这个看似平凡的主题来编织一幅华丽的挂毯,来自生活各方面的有趣故事在其上熠熠生辉。读完这本书,你会欣赏你的头发创造的奇迹,即使在一个发型糟糕的日子。
杰克•克利斯•哈维(Jacky Colliss Harvey),《红发者:雷德赫德的历史》(Red:A History of the Redhead)一书作者
深入的研究给人带来彻底的享受,这不仅包括人的头发,还包括下巴和身体(更不用说羊毛、海狸的毛皮、假发制作和佩戴、烫发、染发和卷发)上的毛发。我们对我们的头发所做的一切,或者说用我们的头发所做的一切,都罗列在这里了。
★独特有趣的新视角
本书是一部关于毛发的趣味文化史,行文轻松有趣,信息量庞大。它以头发为切入点,通过一段段有趣的故事,从历史、艺术、文化、社会、工业、科学等角度,勾勒了毛发在人类历史进程中扮演的种种角色:从头发起源的生物演变、令人困扰的毛发疾病,到毛发在人类社交过程中蕴含的丰富的政治、社会信息;从理发的历史到制造、使用假发的种种幕后故事,再到以获取毛发(皮)为动机,驱动贪婪的商人开辟新航路、改变世界历史。
★耶鲁大学一流学者的30年心血结晶
作者库尔特•斯坦恩(Kurt Stenn)是毛发研究的世界权威,有三十多年研究经验,担任耶鲁大学医学院的皮肤学与病理学教授二十多年,在强生公司担任皮肤生物学总监十年。无论是毛发的生物学知识,还是毛发代表的人文历史,他都了如指掌。
★以小见大,于平常中窥见人类历史的全貌
万物系列的主角都是人们生活中随处可见的物品或现象,却又从来都引不起人们的关注。本书的主角是寻常可见的毛发,作者以小见大,从毛发在历史中扮演的角色为我们勾勒出世界文明的演进轨迹。
★深度与妙趣兼具之作
全书以作者的30多年研究为基础,在勾勒了毛发在人类历史上扮演的种种角色之余,还揭露了很多关于毛发的小秘密,阅后让人忍俊不禁:
我们的祖先为何放弃了浓密的体毛?
眉毛为什么是眉毛,而不是头发?
人真的会“一夜白头”吗?
出家人为什么要剃度?
一万根头发能吊起多少个成年人?
头发是死细胞,为何会分叉?
理发师是外科医生的祖师爷?
……
第1 章
毛发进化论
最初的毛发产生于类似爬行类的哺乳动物祖先。
任何层面的生物群落——无论是社会层面、细胞层面还是生物体层面——为了生存,都必须把自身与外界区分开来:它们之间必须有一道屏障。就社会层面而言,这道屏障保卫一个国家免受外敌入侵。就细胞层面而言,细胞膜作为另一种屏障,包裹、界定并容纳细胞核与细胞质。就生物体层面(例如青蛙、鸡和猴子)而言,这道屏障就是它们的皮肤。我们的故事必须从哺乳动物的皮肤讲起,这不仅是因为毛发生长于此,更因为毛发是皮肤与外界伤害间的缓冲器,增强了皮肤的屏障能力,保护我们免受极端气温的伤害并能提前感知环境变迁。
所有的器官,例如毛干(毛发纤维)及其毛囊(毛发纤维生长的根基),都是由三种不同类型的细胞构成的。第一类细胞叫作单体细胞。这类细胞倾向于独立行动,不与其他细胞形成持久的稳定联系。它们游走于全身,主要是作为血细胞单独在血管中穿梭,起到传递物质和信息的作用。卵子和精子就是这类细胞的典型,它们会在很长的时期内保持单独活动的状态;事实上,如果它们总是带着一群任性的小伙伴的话,就无法完成寻找伴侣的任务。毛发结构示意图,位于皮肤中间的就是毛囊。(由耶鲁大学的马克•塞巴绘制并授权使用)
第二类细胞能够产生细胞基质。这些细胞基质有的呈液态,有的呈固态,围绕在细胞周围。借助细胞基质,这类细胞可以为全身的组织和脏器提供支持;它们能产生胶原蛋白、弹性蛋白、骨骼和软骨组织。而在皮肤上,这些细胞会产生富含胶原蛋白的深层肌肤,也就是真皮层。
第三类细胞构成上皮组织。这些细胞彼此紧密相连,具有高度的集群性,如果被分开,就会变得躁动不安并寻求与周围的同类连接。由于它们的连接非常紧密,因此能够在所有生物的表面形成覆盖物,比如心脏和肺脏的外膜以及皮肤的表层。不仅如此,这些细胞也构成了许多重要脏器的核心部分,比如唾液腺、肝脏和肾脏。由于上皮组织本质上仅由细胞组成,而通常来说,它们非常柔软并且需要例如骨骼、软骨和胶原蛋白等外部结构来支撑。因此,当上皮细胞形成覆盖物(如皮肤表层)时,就需要一个支撑层——真皮。哺乳动物的皮肤表层便由多层上皮组织构成,统称为表皮,它们覆盖在厚而柔韧的真皮组织上。真皮层内含有各种细胞、神经和血管,为皮肤提供养分。皮肤上的毛发纤维就是从毛囊里长出来的,而毛囊就是一块呈指状并向下生长的表皮。人类的毛囊最早是在胚胎时期作为一个芽苞形成于原始表皮的底部,这个芽苞向下嵌进真皮层,并由真皮层供给养分。
完全成熟的毛囊由表皮层构成,其中不包括位于表皮底部被称为“真皮乳突”的胶原凸起。毛囊的表层就像一个可折叠的三层望远镜:最内层是固态,构成毛干;最外层作为细胞屏障,把毛囊与真皮分隔开;中间层在毛发生长的过程中起承载和塑造作用。从毛囊的一侧分生出一块肌肉,当受到惊吓或低温刺激时,肌肉会拉扯毛囊,使毛干直立起来。毛囊还分生出一个皮脂腺(或称油脂腺),当毛干生长出来时,皮脂腺会为毛干表面分泌油性液体。
除了手掌、脚底和一些特殊部位(例如嘴唇、肛门和男性生殖器)之外,毛发遍布人体全身。然而即便这样,人类一直以来还是被称作“赤裸的猿猴”。这是因为与其他哺乳动物相比,人类的毛发大多较短、稀疏、颜色浅并且柔软——就像你前额的毛发一样,很难察觉。如果这就是毛发的话,那么接下来的问题就是:我们和其他动物为什么需要毛发?毛发从哪里来,又是如何帮助我们进化成现代人的?
从海洋移居陆地的护身符
毛发起源于动物的进化。
地球最早的生命出现在35 亿年前,也就是在这个星球形成的10 亿年后。最初的生命形式都是单细胞生物——低级、单一并且独立生活。进化的下一阶段历时20 亿年,形成了胶状的多细胞软体生物,这些生物能在水中生存、繁殖并随波漂流到任何地方。然而,要离开液态环境移居陆地的话,它们还需要某种辅助结构:要么外部细胞硬化,要么内部细胞产生骨架。前者形成外骨骼,作为体表的保护层,常见于家蝇、小龙虾和蜗牛中;后者形成内部骨骼,骨骼中有一条分节的脊椎,常见于树蛙、响尾蛇、袋熊以及人类中。最早的脊骨或者脊柱出现在5 亿年前的原始鱼类身上。之后, 这些脊椎动物又花了1 亿年时间, 鼓起勇气踏出进化过程中决定性的一步——离开海洋登上干燥的陆地。
从外观来说,脊椎动物的皮肤结构发生了巨大的变化:外部的上皮层由单层细胞结构变成了多层细胞结构。这对我们的主题具有重大意义,因为构成毛干和毛囊的众多细胞只能产生于多层细胞结构。龙虾作为无脊椎动物,与它的近亲蚱蜢(以及它们共同的远亲蚯蚓)都无法产生毛发,因为它们的表皮是单层结构,但它们有其他的弥补方法。无脊椎动物能为表皮添加非细胞物质,比如黏液(如蛞蝓)、贝壳(如海螺)、甲壳物质(如甲壳虫),但它们无法像脊椎动物一样,产生一套紧密连接的表皮细胞。
如果我们将家族谱系向前追溯3 亿年,会很难辨认出当时的脊椎动物。但形态学和分子学记录清晰地显示:我们哺乳动物和爬行动物拥有共同的祖先——一种被称作“杯龙”(stem reptile)的未知生物。这一同源关系可以在鸭嘴兽处得到证实,因为鸭嘴兽就被归类为低等哺乳动物。这位东澳大利亚的半水生“居民”产卵,用乳汁哺育后代并且有毛发。就分类而言,鸭嘴兽有点矛盾:哺乳动物有毛发,产生乳汁,但它们是胎生而非卵生。很明显,鸭嘴兽的基因有一部分和哺乳类相同,另一些则和鸟类相同,还有一些和爬行类相同。这种动物反映出早期动物进化过程的一个岔路口。它的基因既反映了原始哺乳动物的特性,又显示出了对爬行类祖先的继承性。这些动物的后代繁衍出所有的陆地脊椎动物,包括爬行动物、恐龙、鸟类和哺乳动物。
某种程度上,我们的皮肤及其附属物可以说是远古祖先的馈赠。当动物离开原生的海洋环境来到陆地时,它们的皮肤必须在这个危机四伏的新环境里保护它们免受干燥空气、电磁辐射(强光)、氧中毒、身体创伤和极端温差的伤害。这就需要表皮作出巨大改变:它既要有厚度,又要有强度,还要有防水性。随着时间的推移,表皮上的分散部位逐渐隆起,并且一层一层折叠起来,从而增强了防护性。就鱼类和爬行类而言,它们隆起的部分形成了扁平宽阔的鳞片。就鸟类和哺乳类而言,它们长出了细长的衍生物,这些衍生物组成一束细纤维,从皮肤表面延伸出来。其中鸟类的纤维逐渐分叉并进化成羽毛,而哺乳类则保持原样,长出针状的毛发。
许多年来,关于毛发起源的观点众说纷纭。一个目前很流行的假设是毛发进化自杯龙的鳞片,其证据是大多数啮齿动物的尾部鳞片连接的地方有细小的毛发。另一种假设认为,毛发是从一种腺体里长出来的,最初的作用是把腺体分泌物带到皮肤表面。这种观点基于观察到所有毛囊都有油脂腺,而角质层的作用就是把油脂散布到皮肤表面,因为早期的动物需要体表的油脂来阻止水分流失。第三种假设和前两种大同小异,认为毛发是来自一种类似毛发的感受器官,常见于鱼类和两栖类的体表。这些器官能提醒鱼类注意所处环境的危险,比如正在靠近的捕食者引起的水体波动和前方临近的障碍物。
事实上,许多证据都证明毛囊和毛干起到重要的感受器的作用。对老鼠的研究显示,每种毛发都有不同的感觉系统,这样不同的毛发就能提供不同的感觉。所有毛发都带有神经,因此能够探测运动,而大多数哺乳动物的上唇都有巨大而敏感的触须。对于老鼠来说,这些触须非常重要,甚至已经成为一种“感觉器官”。事实上,这些触须自身具有应激性,一旦受到外界刺激,就会引起毛干的反应。老鼠在夜间外出时,它的这些触须就成为重要的天线,能够悄无声息地探查地形。
毛发对人类来说也是重要的感觉器官。生活常识告诉我们,手臂上的细毛能准确地感受到接近的行人和夏天热浪中的微风。而手臂有汗毛的人在感知床虱方面也比手臂汗毛被剃光的人更准确和高效。
近几年,我们了解到毛囊周围除了有丰富的神经外,还环绕了许多真皮细胞,这些细胞在适当条件下也能发挥神经的作用。它们含有的蛋白质在神经细胞中也能找到,把这些细胞分离之后进行组织培养,可以成为神经。事实上,当罗伯特•霍夫曼(Robert Hoffman)博士及其研究团队把这些细胞移植到瘫痪的老鼠身上时,他发现这不仅能帮助老鼠修复神经,还融入新产生的神经里,使得老鼠恢复行动。
体温调节器
毛发也有调节温度的作用。一只乌龟趴在木板上抬头迎接早晨阳光的情景提醒我们,爬行动物无法从内部产生足够的热量。乌龟从沉睡中醒来,爬出它那位于深溪中清冷而安全的巢穴,爬上一块浮木,然后沐浴在早晨的阳光中——它在那里晒太阳。和所有冷血动物一样,乌龟依靠自然界最基本的辐射能源——太阳来获取热量。没有毛发覆盖的表皮允许它在白天快速吸收热量,但同时也使它在夜晚很快地损失热量。夜晚体温降低对乌龟来说是有好处的,因为这样它就不需要通过代价高昂的燃料(即辛苦找来的食物)来保暖。当然,这样虽然能节省能量,但也导致乌龟在夜间和清晨行动迟钝。与爬行动物相比,最早的哺乳动物能在低温的夜间和清晨捕猎主要得益于两个优势。一是它们能通过新陈代谢产生热量,不需要借助太阳光。 二是几千年来哺乳动物的原始皮肤感受纤维密度增加,形成了高度保温的皮肤覆盖物:毛皮外衣。这两点(温血和保温)使得它们能够在夜间去外温动物的巢穴里搜寻食物而在白天避开它们。
热量会从温度高的地方流向温度低的地方,这是所有在凛冬里跑过步的人都知道的常识:当你站在太阳底下,体温会升高,而在阴影里体温则降低。在这种情况下,太阳的热能直接通过空气传递给我们,就像晒太阳的乌龟那样。热量还能通过直接的身体接触进行传递。例如,吃刚出炉的披萨时你会感觉嘴被烫到了,这是因为热量从披萨直接传递到你嘴上。热量也能通过水流和气流来传递,这个过程称为“对流”。比如,当你用吹风机吹头发时,吹出的空气把加热线圈的热量带到你的发梢就是利用对流。
在以上这些例子中,热量都是从温度高的地方传到我们的身体上。但热量也可以反方向传递,即从我们温暖的身体传递到低温的外界。科尼岛的北极熊俱乐部的骨干每年都通过用身体来温暖大西洋冰冷的海水以庆祝新年。这种热量的传递也许当时觉得好玩,但在严寒中用不了多久,也就10 ~ 20 分钟,维持生命的功能就会降低,最后甚至会直接停止。
哺乳动物的体温需要恒定在98.6 华氏度左右,而皮肤在维持体温方面就起到了积极作用。虽然皮肤对哺乳动物身体的增温没有帮助,但在减少热量损失上作用巨大——这里就不得不提到毛发了。毛皮能有效阻隔各种形式的热量传递,首先是因为它有着很浓密的毛发。以海狸皮为例,在一块手指尖大小的地方就长有4 万根毛发。这种密度下,毛皮实际上成了密不可破的屏障,冷风、冰水和昆虫都无法穿透。另外,毛发还是热的不良导体——是铜的导热性的八千分之一。7 浓密的毛发还能困住空气,而空气的导热性比皮毛更差。只要皮毛能在皮肤上方保持一个空气层并阻止其发生对流,就不会有热量损失。热量既不能穿过皮毛从皮肤流向外界,也不能从外界流向皮肤。毛皮表面反映着环境的温度,而毛皮之下的体表温度则反映身体的核心温度。当动物感受到寒冷,毛囊肌肉会把毛干拉直,增加容纳空气的空间以提高隔热性。这一行为能增加皮毛厚度,有效提高隔热性,很多动物都是如此——但人类除外,因为我们已经失去了毛皮。所以当人类觉得冷的时候,虽然会汗毛直立,起鸡皮疙瘩,但这古老的条件反射没什么用,因为我们的体毛既不够粗也不够密,无法维持稳定隔热的空气层。
猎豹一直享有“陆地奔跑速度最快的动物”这一美誉,因为它的速度最高可以达到每小时71 英里[1],但这种速度维持不了1 分钟,它的体温就会升高并迫使它停下来歇息。这样说不是在贬低猎豹,而是指出毛皮限制了它在热带非洲对炎热的忍耐力。由于皮毛保热性的限制,猎豹只有为数不多的降低体温的办法:它可以停止奔跑,躲进阴凉里大口喘气,舔舔爪子或把身体上无毛的部分(主要是爪子和耳朵)裸露在空气中。如果大草原的温度和猎豹体温一样或者更高,那它就不需要费劲地降温,因为热量自然会流向低温的地方。于是,在这种气候环境里,哺乳动物适应环境的能力反而受到皮毛保热性的阻碍,因为它阻止了热量以任何形式散发。而这么高效的覆盖物肯定会阻碍人类的进化。
原始人为何把浓密体毛进化没了?
科学家们已经推算出在高温(104 华氏度[2])又有太阳的天气里,有浓厚皮毛覆盖、直立行走的原始人持续行走10 ~ 20 分钟就会中暑,因为他们无法快速散热。9 我们的祖先白天需要外出狩猎并生存,还要将体温保持在98.6 华氏度,就需要更好的降温机制。但这个问题有些复杂,因为人类高效的进化依靠的是大脑(事实上,人类大脑占身体重量的比重是所有动物中最大的),而大脑对体温升高极其敏感:104 华氏度就会中暑,而107 华氏度[1] 大脑就会死亡。另外,大脑的温度是由身体的核心温度决定的,任何动物包括人类,降低多余的核心温度的方法只有通过皮肤散热。所以对于进化中的原始人来说,浓密的体毛必须消失。
人们提出了很多观点解释原始人体毛的消失。查尔斯•达尔文(Charles Darwin)就提出过一个新奇的假设,他说男性原始人更喜欢没有体毛的女性,因为没有体毛看起来更性感。根据这一假设,性选择逐步导致男性和女性都无毛的现状。
现在多数研究者认为达尔文的解释过于简单。近来最具说服力的观点是,人类失去浓密体毛是为了保护他们那对温度敏感到极点的大脑。事实证明在100 万~ 300 万年前,人类开始失去浓密体毛并获得汗腺,与此同时,原始人的大脑也在不断增大。这些事件被认为是有关联的。汗腺的作用就是通过排出汗液(一种主要成分是水的分泌物)控制体温。一个人可以每小时排出几升的汗液,而且只要高温信号还在持续,他就会继续出汗,直到脱水并休克为止。汗液的重要性可以用物理原理来解释:水分要蒸发或者由液体变成气体必须吸收热量,而且是很多热量。事实上,水分蒸发所需的热量是在室温下把水煮沸所需总热量的5 倍,所以降温的关键在于要裸露足够多的体表并有尽可能多的水覆盖在表面。动物直观地感受到水的降温作用,并希望找到利用它的方法。一种方法是喘气,把布满血管的潮湿口腔暴露在空气里蒸发散热。另一种方法是用附近的水源或唾液把自己身体无毛的部分弄湿。水分蒸发和身体的排汗使动物即使在外界温度高于自身温度的情况下也能降温。但对有皮毛覆盖的动物来说,汗液起不到什么作用,因为皮毛下的水分无法蒸发。同样的道理,皮毛表面的水分能够蒸发却带不走皮毛底下的热量。既然排汗对散发热量和大脑健康至关重要,那么皮毛就变成了一种阻碍。
失去浓密体毛对人类散热的能力有重大影响,并以此发展出巨大的大脑。除此之外,毛发还具有一定的社会作用。三个主要特点把人类与黑猩猩等其他灵长类区分开来:无毛、双脚直立行走以及以家庭为社会单位。雌性黑猩猩能有效地在广阔的森林里为自己和孩子觅食,是因为它们的双手得到了解放,孩子可以紧紧地抓着母亲背上的毛趴在母亲背上,不再碍事。而这在光溜溜的人类身上就行不通。由于背上没有供孩子抓的毛发,赤裸的人猿妈妈就得一直用双手抱着孩子,因此极大地限制了她的觅食能力。她需要一个助手,任何家庭成员都行。日本就实大学的须藤静世(Shizuyo Sutou)教授提出,父亲很可能会充当这个角色,如果他希望自己的后代能顺利长大的话。父亲为母亲和孩子提供食物和保护,作为交换,母亲则为父亲提供尽可能多的交配机会。所以,以这个假设来看,浓密体毛的消失又衍生出了核心家庭单位。
随着时间的推移,原始毛囊向不同方向进化,产生了各种不同的毛囊和毛发类型。最初的毛囊稀疏而细小,长出来的毛干纤细、短小、笔直。随着时间的推移,稀疏的毛囊逐渐浓密,于是我们将其命名为“皮毛”。但在皮毛之内和全身上下还有许多不同的毛囊和毛发类型,而且这些毛发的特点在今后的故事里还会发挥更重要的作用。
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