關於人類體毛脫落的最新理論是什麼?
—J. Yablon,澳大利亞阿德萊德
馬克·佩吉爾,英國雷丁大學進化生物學研究組負責人,回覆
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科學家們提出了三種主要解釋,說明為什麼人類缺少毛髮。所有解釋都圍繞著這樣一個觀點,即自從六百萬年前我們與我們現存的近親——黑猩猩——分道揚鑣以來,在進化過程中,體毛越來越少可能對我們的血統有利。
“水猿”假說認為,在六百萬到八百萬年前,我們的猿類祖先過著半水生的生活方式,在淺水中覓食。毛髮不是一種有效的水中隔熱材料,因此該理論斷言,我們進化成用相對較高的體脂來代替毛髮,就像其他水生哺乳動物一樣。儘管這種解釋富有想象力,並且有助於為我們的肥胖辯解,但支援人類存在水生階段的古生物學證據已被證明難以捉摸。
第二種理論是,當我們適應炎熱的熱帶草原上的生活時,體毛的減少使我們能夠更好地控制體溫。我們的猿類祖先大部分時間都在涼爽的森林中度過,但是一個毛茸茸的、直立的原始人類在陽光下行走會過熱。這個想法似乎是合理的,但是即使無毛可能使白天保持涼爽更容易,我們的祖先在晚上需要保暖時也會散失熱量。
最近,我和牛津大學的同事沃爾特·博德默提出,自然選擇偏愛裸露,因為它減少了體外寄生蟲的流行。毛茸茸的外層為扁蝨、蝨子和叮咬蠅等體外寄生蟲提供了誘人的安全避風港。這些生物不僅帶來刺激和煩惱,還攜帶各種疾病,其中一些可能是致命的。人類有能力生火、建造住所和製作衣服,因此能夠脫掉毛髮,從而擺脫大部分寄生蟲,而不會遭受寒冷之苦。
歌劇演唱家如何才能在音量更大的管絃樂隊之上被聽到?
—A. Dean,伊利諾伊州埃爾金
約翰·R·史密斯,澳大利亞悉尼新南威爾士大學的物理學家,解釋說
歌劇演唱家能夠在管絃樂隊聲音較弱且人耳更敏感的頻率範圍內最大限度地提高他們的聲音輸出。
在言語和歌唱中,我們透過聲帶——聲帶中小的粘膜瓣——的振動來產生持續的母音,聲帶週期性地中斷來自肺部的氣流。聲帶以基頻振動,這決定了音高:對於正常言語,通常在 100 到 220 赫茲 (Hz) 或每秒振動之間,對於歌唱,則在 50 到 1,500 Hz 之間。言語和歌唱也包含一系列諧波,這些諧波基本上是該頻率的倍數。歌手,尤其是女高音,可以學會調整聲道的共鳴以匹配基頻,從而顯著提高聲功率。
管絃樂隊通常在 500 Hz 左右聲音最大,聲級在較高頻率下迅速下降;耳朵在 3,000 到 4,000 Hz 左右最敏感。許多歌劇演唱家學會增加 2,000 Hz 以上頻率諧波的功率,這有助於區分他們的聲音。
最後,歌劇演唱家通常比管絃樂演奏家使用更多的顫音——一種緩慢的週期性變化,或音高的“擺動”。這種效果有助於我們聽覺系統內的訊號處理,從而將歌手的聲音與管絃樂隊的伴奏區分開來。
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