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《汗水的快乐:奇妙的汗水科学》

2023-06-25

全国新书目 2023年2期
关键词:流汗灵长类汗腺

本书涉及汗水的科学、文化和历史。读者将会认识靠嗅闻臭腋窝为生的人,通过汗水寻找信息要素和新的气味武器的化学家,以及那些在汗水中发现可吞咽香水的创新者;还会了解奇特的汗液疾病,汗液在有争议的测谎测试中的作用,为法医、纺织和信用卡行业提供人造汗液的合成汗液行业,以及除臭剂和止汗剂的奇特历史。更重要的是,读者通过阅读这本书会明白,这种令人反感的分泌物是人类的一个独特部分,因为很少有动物能出汗。事实上,出汗一直是我们物种进化的巨大优势。

人体中数以百万计的小汗腺会产生带咸味的凉爽汗液。实际上,所有的哺乳动物都有小汗腺,但其他哺乳动物的小汗腺分泌的汗液不用于降温,而用于提供抓力。大部分哺乳动物只有脚底或手掌上有小汗腺。动物感到紧张时,小汗腺会分泌带咸味的液体,为着陆跳跃和攀爬提供摩擦力。人在压力大时手心会出汗,这是祖先留下的“遗产”。总体而言,人类(在大部分情况下)已不再需要通过爬树躲避危险,但是一紧张就会流汗的天性还是很难改变的。

在灵长类动物进化的过程中,小汗腺的位置不再局限于脚底和手掌,躯干、脸部和四肢也出现了小汗腺。但只有部分灵长类动物全身都有汗腺,如狒狒、猕猴、大猩猩和黑猩猩;狐猴、狨猴和绢毛猴则没有。大约在3500万年前,人类祖先进化出了遍布全身的汗腺,但这个时间是很难推算的。

马萨诸塞大学阿默斯特分校的杰森·卡米拉解释道:“汗孔无法成为化石。”因此,你没法拿着化石说:“快看!我们找到了汗腺。”研究人员需要观察现有的灵长类动物哪些全身都有小汗腺(如旧大陆猴,又称狭鼻猴),而哪些没有(如新大陆猴,又称阔鼻猴),由此反推汗腺遍布全身的时间。

实际上,除了人类以外,其他灵长类动物并不擅长通过流汗来降温。虽然部分灵长类动物会适当地流汗降温,但大部分灵长类动物毛发较多,它们主要采用其他方式进行降温。黑猩猩的基因组与人类基因组的相似度高达99%,是与人类最“亲近”的灵长类动物之一,但是黑猩猩毛发过多,蒸发汗水降温的效果不佳,因此主要通过呼吸来降温。

人类区别于其他猿类的显著特征是爱出汗,而且身体毛发较少,相对赤裸。宾夕法尼亚大学研究汗腺进化的遗传学家亚那·坎贝罗夫表示,“相对赤裸”不代表没有体毛:人类的大部分体毛进化成了细小的毛发,遍布于身体的大部分皮肤。坎贝罗夫还表示:“看似没有毛发,不是真的没有毛发。

实际上,人类毛囊的密度和猿类相同。但是,细小的毛发让人类能更好地利用全身的汗腺。比起其他灵长类动物,人类皮肤表面的毛发较少,小汗腺较多。坎贝罗夫说:“人类的体积只比黑猩猩大一点点,但小汗腺的密度是黑猩猩的10倍。”

大约600万年前,人类与黑猩猩走上了不同的进化道路,很显然,那时起人类开始逐渐失去厚重的毛发,汗腺的数量也开始增多。先失去毛发还是先增加汗腺这个问题,就相当于先有鸡还是先有蛋。和汗腺一样,毛发也无法形成化石。因此,坎贝罗夫从基因组入手,寻找这个问题的答案。

妊娠的头3个月,胎儿还在母亲的子宫里,他们的手掌和脚底会率先出现汗腺。到20周时,汗腺遍布胎儿全身。但皮肤的干细胞的可塑性很强,可能分化成牙齿、乳腺、毛囊或汗腺等不同的组织或器官。坎布罗夫和同事想要证明,生物信号在刺激干细胞分化成小汗腺的同时也会抑制毛发的形成。

不得不再次感叹的是,人类进化的过程高效又巧妙——在毛发较少的地方,小汗腺就能更好地调节体温。在自然选择的过程中,人类的毛发变得越来越细,出汗量也越来越大。坎布罗夫的研究表明,讨论人类在进化的过程中是先掉毛还是先增加汗腺这一问题是没有意义的,因为两者很有可能是同时进行的,共同加剧了出汗量。

坎布罗夫的初步研究还表明:尼安德特人和丹尼索瓦人的出汗量比黑猩猩多。我有时会想象人类的祖先在一起嬉戏时,总是满身大汗的场景。

除了人类和其余灵长类动物以外,其他动物也会流汗。

马也能出汗降温,但并非通过小汗腺来降温。相反,马通过蒸发大汗腺的汗液来降温,而大汗腺通常与化学信息、臭味以及性选择相关。与人类一样,在压力荷尔蒙(肾上腺素)的作用下,马在压力大时也会流汗。在赛马场上,有经验的赌徒往往会在起点处寻找汗流浃背的马。在他们看来,比赛还没开始就满身大汗不是个好兆头,因为这匹马可能太紧张或者太易怒了,很难在比赛中胜出。(实际上,研究人员分析了67场比赛中867匹马的行为和外观,他们发现“单看赛前的出汗情况,无法准确预测马在比赛中的表现,但如果结合其他因素,就可以判断哪匹马会输”。)我们先把研究人员的分析结果放在一边,抛开赛前马的体温可能还不够高所以马不流汗这一因素外,马能根据以往的经验判断比赛即将开始了,因此在荷尔蒙的作用下,有的马可能在赛前就开始流汗。

奶牛、骆驼和部分羚羊也通过蒸发大汗腺分泌的汗液来降温。邓肯·米切尔早期负责体温调节方面的研究,他表示,尽管出汗不是人类特有的降温方式,但是“人类的出汗量越大,降温效果越好”。米切尔认为,人类出汗降温的效果比其他哺乳动物要好得多,部分原因是人类的出汗量非常大。

以奶牛为例,10平方英尺的奶牛皮肤每分钟的出汗量最多达0.5茶匙;而在皮肤面积相同的情况下,出汗量较大的人类皮肤每分钟的出汗量超過6茶匙,约为奶牛的12倍。

出汗量越大,身体就能蒸发更多的汗液,降温效果就越好。米切尔说:“除了人类,所有体形较大的动物都会尽可能地保存体内的水分。不到万不得已,动物都不会通过蒸发水分来降温。因为在炎热的环境中,水非常珍贵。”这的确是个有趣的问题。为什么人类降温需要浪费这么多的水分?这个问题至今没有明确的答案。

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