Миллионы людей задаются одним и тем же вопросом, глядя на себя по утрам в зеркало: зачем мне вся эта растительность? Мы как общество тратим миллионы долларов в год на восковую депиляцию «усиков», коррекцию бровей нитью, лазерное удаление волос, бритье растительности на лице и ногах, не говоря уже о суммах, которые мы выкладываем в парикмахерских салонах. Но, оказывается, мы неверно формулируем вопрос — по крайней мере, с точки зрения ученых, занимающихся исследованиями в области генетики и эволюции человека. Для них самая большая загадка состоит в том, почему у нас так мало растительности.
Теоретики эволюции выдвигали многочисленные гипотезы о том, почему люди стали голыми землекопами среди приматов. Мы адаптировались к земноводной окружающей среде? Голая кожа способствует охлаждению организма при охоте в жару? Утрата шерстяного покрова позволила нам считывать эмоциональные реакции друг друга, например, когда мы краснеем или закипаем от ярости? Ученые точно не уверены, но биологи начинают понимать, за счет какого физического механизма люди стали голыми обезьянами. В частности, в недавнем исследовании в журнале «Селл репортс» (Cell Reports) эта загадка начала «обнажаться» на молекулярном и генетическом уровнях.
Сара Миллар (Sarah Millar), один из ведущих авторов нового исследования и профессор дерматологии Медицинского института Перельмана при Университете штата Пенсильвания, объясняет, что ученые в целом не могут ответить на вопрос, почему тела людей покрывает разный объем растительности. «На голове у нас растут по-настоящему длинные волосы, а на других частях тела — короткие, у нас лысые ладони, тыльные стороны запястий и подошвы ступней, — говорит она. На самом деле, никто не понимает, с чем связаны эти различия».
У многих млекопитающих зона, известная под названием «подошвенной поверхности», схожая с тыльной стороной запястья у людей, не покрыта растительностью, также как и подошвы ступней. Но у некоторых видов, в том числе у белых медведей и кроликов подошвенные зоны покрыты мехом. Исследователь, занимающийся изучением плантарной зоны кроликов, отметил, что белок-ингибитор под названием «Диккопф 2» (Dickkopf 2), или Dkk2, не присутствовал у кроликов в большом количестве, что дало команде первый ключ к основополагающей роли Dkk2 для роста волос. Когда команда проанализировала безволосые плантарные зоны у мышей, она отметила, что у них наблюдается высокий уровень Dkk2. Это позволило предположить, что этот белок может оставлять участки кожи не покрытыми шерстью, блокируя сигнальный путь WNT, отвечающий, как известно, за контроль роста волос.
В процессе исследования команда сравнила нормально развивающихся мышей с группой, отмеченной мутацией, в результате которой Dkk2 не вырабатывается. Они выяснили, что у мышей-мутантов плантарная кожа была покрыта шерстью, и это послужило очередным доказательством роли белка-ингибитора в определении волосистых и не волосистых частей тела.
Однако Миллар подозревает, что вопрос не ограничивается белком Dkk2. Шерсть, появившаяся не плантарной коже мышей с мутацией, была короче, тоньше и менее равномерно расположенной по сравнению с остальной шерстью животных. «Dkk2 достаточно, чтобы он предотвратил рост волос, но не для избавления от всех механизмов контроля. В расчет необходимо брать множество других факторов».
Даже в отсутствие полной картины этот результат исследования может сыграть важную роль в будущем изучении таких состояний, как облысение, так как путь WNT может все равно присутствовать у лысых людей, но блокироваться белком Dkk2 или подобными ему ингибиторами у людей. Миллар говорит, что понимание функционирования системы ингибиторов может также помочь в исследовании других кожных заболеваний, таких как псориаз и витилиго, приводящих к нарушению кожного покрова и изменению его цвета.
При большем понимании причин, по которым кожа остается не покрытой волосами, остается важный вопрос, почему люди стали почти полностью безволосыми обезьянами. Миллар утверждает, что есть ряд очевидных причин: например, наличие растительности на ладонях и запястьях могло значительно усложнить производство каменных инструментов и применение других приспособлений, поэтому люди, лишившиеся этой растительности, могли иметь преимущество. Причина же, по которой мы лишились растительности на всем теле, однако, в течение десятков лет вызывала оживленные дискуссии.
Одна популярная идея, то пользовавшаяся фавором, то лишавшаяся его после ее выдвижения, называется теорией водной обезьяны. Согласно этой гипотезе, предки людей жили в африканских саваннах собирательством и охотой. Но в период засухи они перебирались на оазисы и берега озер, заходили в мелкие воды, собирая в них водные корнеплоды, моллюсков и другие источники пищи. В рамках гипотезы предполагается, что, поскольку волосы являются не лучшим утеплителем в воде, наши предки утратили растительность, а в организме выработался слой жира. Предполагается также, что мы встали на две ноги благодаря преимуществам прямохождения при вхождении в мелкую воду. Однако эта идея, существующая уже несколько десятилетий, не получила значительной доказательной основы из палеонтологической летописи, и большинство ученых не относятся к ней серьезно.
Более широко принимается теория о том, что, когда предки людей перебрались из прохладных и тенистых лесов в саванны, у них выработался новый метод терморегуляции. Утрата меха дала гоминидам возможность охотиться днем в жарких травянистых участках и не перегреваться. Увеличение потных желез, которых у людей значительно больше, чем у других приматов, также способствовало охлаждению организмов людей. Добыча огня и изобретение одежды означали, что люди могли спокойно существовать днем и утепляться вечером.
Но это не единственные возможности, и, возможно, утрата растительности связана с комбинацией нескольких факторов. Ученый-эволюционист Марк Пейджел (Mark Pagel) из университета Рединга также предположил, что исчезновение шерсти снижало воздействие на людей блох и других паразитов. Люди сохранили несколько волосистых участков, например, волосы на голове, предохраняющие нас от солнца, или лобковый участок, сохраняющий выделяемые феромоны. Но по мере того, как мы становились все менее волосистыми, утверждает Пейджел, тем это было привлекательнее, и участок безволосой шкуры превращался в мощную рекламу здорового самца без паразитов.
Одна из самых интересных теорий состоит в том, что утрата волос на лице и некоторой части волос в зоне гениталий могла способствовать облегчению эмоциональной коммуникации. Марк Чангизи (Mark Changizi), нейробиолог-эволюционист и руководитель отдела когнитивистики в исследовательской компании «2AI», изучает зрение и цветотерапию и утверждает, что причиной отсутствия на наших телах волосяного покрова может быть наше зрение. В то время как у многих животных может быть два типа колбочек, или рецепторов, распознающих цвет, у людей их три. Другиe животные с тремя колбочками и более, например, птицы и рептилии, обладают способностью видеть широкий разброс волн в видимом световом спектре. Но наша третья колбочка необычна: она дает нам ряд дополнительных возможностей распознавать оттенки в самом центре спектра, и это позволяет людям выбирать широкий спектр оттенков, которые представляются совершенно ненужными для охоты или выслеживания.
Чангизи предполагает, что третья колбочка позволяет нам вести невербальную коммуникацию, наблюдая за изменениями цвета лица. «Наличие двух колбочек, определяющих длину волны рука об руку, требуется для чувствительности к оксигенации гемоглобина под кожей, чтобы понимать изменения состояния здоровья или эмоций», — говорит он. Например, зеленоватый или голубоватый оттенок кожи младенца может говорить о заболевании, розовый румянец может указывать на сексуальную привлекательность, а лицо, наливающееся красным цветом, — на гнев, даже у людей с более темным тоном кожи. Но единственный способ увидеть все эти эмоциональные состояния для человека — это лишиться шерсти, особенно на лице.
В статье в журнале «Байолоджи Леттерс» (Biology Letters) 2006 года Чангизи отмечал, что приматы с непокрытыми шерстью лицами и иногда задами также имели тенденцию к наличию трех колбочек, как и люди, в то время как обезьяны с шерстистыми мордами существовали с двумя. Согласно этой статье, безволосые лица и цветное зрение взаимосвязаны.
Миллар утверждает, что вряд ли ее работа сможет нам непосредственно помочь выяснить, являются ли люди плавающими обезьянами, потеющими обезьянами или краснеющими приматами. Однако в сочетании молекулярных доказательств нового исследования о том, как растут волосы, с физическими особенностями, отмеченными у людей, позволит нам приблизиться к правде — или, по меньшей мере, поможет сохранить на голове густые и блестящие волосы.