您的鼻子不擅长给空气加温

然而,人类拥有比近亲更长的鼻腔是有充分理由的。
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Nose
LBPics via 维基共享资源

与我们早期人类祖先一样,现代人类的面部又短又平。然而,我们却有突出且充满更多鼻窦的鼻子,这比我们最近的猿类亲戚——黑猩猩的鼻子要复杂得多。这一怪异现象多年来一直让科学家们感到困惑。如今,为了更好地理解我们的鼻腔为何是这种形状,科学家们将人类鼻腔内气流的温度和湿度与黑猩猩和猕猴的鼻腔进行了比较。他们发现,人类鼻腔对空气的调节不如黑猩猩和猕猴那么一致,而我们突出的鼻子在这方面也起不到多大作用。研究人员已于今日在《PLOS计算生物学》杂志上发表了他们的研究成果

当空气被吸入时,它会流经鼻腔内壁并进入鼻窦,从而使空气变暖并加湿。为了更好地理解这些组织是如何调节空气的,研究人员希望模拟空气在人类、黑猩猩和猕猴鼻腔内的流动方式。他们对四只黑猩猩和六只猕猴进行了 CT 扫描,对六名人类进行了 MRI 扫描,以捕捉他们鼻腔的尺寸,从鼻子到鼻窦再到肺部。然后,他们使用在不同条件下(温暖湿润、寒冷干燥、炎热干燥)开始的模拟外部空气,计算了空气在不同物种鼻腔内移动时的温度和湿度。

研究人员发现了一些众所周知的相似之处——所有三种物种吸入的空气量和速度都非常相似。但在人类身上,空气在进入肺部之前会绕一个稍大的弯。虽然黑猩猩和猕猴的鼻腔无论初始条件如何,都能将空气加热加湿到大致相同的程度,但在人类身上,这个过程的效率要低得多——在每个受试者身上,最终的空气条件总是相差几度。太冷或不够湿润的空气会随着时间的推移对肺部造成损害。人类脸上突出的鼻子本身在调节空气方面并没有起到多大作用。

那么,如果鼻子不善于稳定地加热空气,为什么它们会长成这个样子呢?研究人员有几种理论。鼻形演化 一直以来都与 不同的气候有关,而在现代人类演化时期发生的气候波动很可能影响了鼻形的变异。此外,人类延长的鼻腔使空气通过时能产生更多样化的声音,这为人类语言的产生奠定了基础。这项研究也阐明了当我们的祖先从非洲迁移到欧亚大陆时,他们的鼻子可能是什么样子。

 

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Alex 是一位居住在纽约市的科学作家。她曾为《大西洋月刊》、《Motherboard》、《Audubon Magazine》、《The Verge》和《Fast Company》等杂志撰稿。当她不沉迷于科学时,Alex 喜欢旅行、徒步、瑜伽,以及(尝试)烹饪新食物。

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