Tại sao càng tiến hóa, tóc con người càng xoăn tít?

Con người có một chút kỳ lạ, khi xem xét tất cả khía cạnh so với các loài khác. Chúng ta đi bằng hai chân, điều này đã khá lạ rồi; não và đầu của chúng ta quá khổ so với phần còn lại cơ thể; và trên hết, chúng ta thậm chí không có xương bacula như những người anh em họ linh trưởng còn lại của chúng ta.

Tóc là thứ kỳ lạ

Nhưng đối với một cái gì đó thực sự độc đáo đối với trải nghiệm của con người, không cần tìm đâu xa ngoài đỉnh đầu của bạn. Không loài động vật nào khác có bộ lông đặc biệt như chúng ta: gần như trần trụi toàn thân, với một vài mảng lông lốm đốm đây đó...  và một bộ lông rậm rạp đáng yêu mọc ra từ da đầu của chúng ta, còn được gọi là tóc.

Tuy nhiên, về mặt tiến hóa, 'liều lượng' của tóc vẫn còn là một điều bí ẩn. Một nghiên cứu mới được xuất bản vào tháng trước trên bioRxiv giải thích: “Tóc trên da đầu rất khác nhau giữa các quần thể người Homo sapiens. Nhưng cả chức năng của tóc trên da đầu con người cũng như hậu quả của sự biến đổi về hình thái của nó đều chưa được nghiên cứu trong khuôn khổ tiến hóa”.

Dự đoán tốt nhất của khoa học, cho đến nay, là sự phát triển đặc biệt của tóc chúng ta được phát triển như một cách để điều chỉnh nhiệt độ cơ thể chúng ta. Tất cả những thứ khác khiến chúng ta trở thành con người đặc biệt như dáng đi thẳng đứng, cái đầu to… đều rất tốt cho việc phát triển công cụ và săn bắn, nhưng chúng không phải là thứ tốt nhất vì có thể khiến bạn chết vì say nắng.

Bào cáo giải thích: “Cái giá phải trả cho việc đầu người tinh khôn quá lên với dáng đi thẳng là tình trạng quá nhiệt do sản sinh nhiệt từ quá trao đổi chất liên quan đến vận động. Một bộ não lớn thì quá trình trao đổi chất càng nhiều và lượng nhiệt phát ra càng lớn. Những thách thức để điều nhiệt mới này đòi hỏi các giải pháp mới”.

Nhưng những giải pháp đó có chắc chắn liên quan đến tóc trên da đầu của chúng ta không? Trong một thời gian, bằng chứng mâu thuẫn nhau: xét cho cùng, có rất nhiều động vật có vú sở hữu bộ lông bao phủ đã thích nghi để sống trong môi trường nóng. Chẳng hạn như mèo có thể làm mát có chọn lọc các phần khác nhau của não, bảo vệ chúng khỏi tổn thương do nhiệt và giữ nước. Vì vậy rõ ràng bị hói không phải là cách duy nhất để đối phó với tình trạng quá nóng dưới ánh nắng mặt trời.

Hơn thế nữa, có một số bằng chứng sơ bộ cho thấy việc có một lọn tóc bồng bềnh quyến rũ trên đỉnh đầu thực sự có thể khiến việc điều hòa nhiệt độ trở nên khó khăn hơn. Một nghiên cứu từ cuối những năm 80 đã phát hiện ra rằng những người bị hói đầu đổ mồ hôi nhiều hơn gấp hai đến ba lần so với những người được tóc che phủ.

Nói chung, nhiều mồ hôi hơn có nghĩa là khả năng điều nhiệt tốt hơn. Nói cách khác, về mặt lý thuyết, những người hói đầu sẽ cảm thấy mát hơn dưới ánh nắng mặt trời do toát mồ hôi nhanh hơn. Thế nhưng, các nghiên cứu tiếp theo một lần nữa đưa ra kết luận đó cho nghi vấn. Báo cáo nêu: “Liệu có hợp lý khi cho rằng một cái đầu không có tóc sẽ giảm nhiệt tốt hơn vì nó không có lớp ngăn chặn sự bốc hơi. Tuy nhiên, theo nghiên cứu gần đây hơn, không có tóc trên da đầu còn gặp bất lợi hơn vì nó cũng khiến da đầu chịu tải nhiệt cao hơn, khi phải hứng chịu bức xạ mặt trời”.

Nói cách khác, chắc chắn là những người hói đổ mồ hôi qua da đầu nhiều hơn, nhưng chủ yếu là do da đầu của họ nóng hơn. Như vậy, hói đầu có vẻ không phải là tiến hóa để thích nghi với việc tăng hiệu quả cho quá trình điều nhiệt.

Một thí nghiệm trực quan

Nhưng vẫn còn những câu hỏi chưa được trả lời, chẳng hạn là có chuyện gì xảy ra với các kiểu dáng tóc khác của chúng ta? Không giống như bất kỳ loài động vật hoang dã nào khác, con người có thể sở hữu nhiều loại tóc khác nhau từ đầu mượt đến đầu xù. Vậy nếu bản thân tóc có liên quan đến quá trình điều nhiệt, thì có lẽ những kiểu dàng khác nhau này có thể cho chúng ta biết điều gì đó sâu sắc hơn.

Các nhà nghiên cứu viết trong báo cáo: “Tóc xoăn vốn phổ biến ở nhiều người dân châu Phi, có thể có lợi thế trong việc giảm mức tăng nhiệt do tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Ngoài ra, sự phổ biến của kiểu tóc xoăn chặt ở một lục địa có sự đa dạng di truyền chưa từng có cho thấy vai trò của kiểu dáng tóc trên da đầu đáng được quan tâm hơn nữa”.

Vì vậy, nhóm bắt đầu thử nghiệm ý tưởng này theo một cách trực quan tuyệt vời. Nhà nghiên cứu Tina Lasisi tại Đại học bang Penn và các đồng nghiệp đã đội ba bộ tóc giả khác nhau lên một người nộm nhiệt – một mô hình cơ thể người với cảm biến được sử dụng để đo tác động nhiệt.

Tất cả các bộ tóc giả đều được làm bằng tóc người của những người gốc Hoa. Một bộ tóc giả để thẳng, một bộ có độ xoăn vừa phải và một bộ có lọn xoăn chặt. Lasisi nói rằng bộ tóc giả xoăn chặt nằm trong phạm vi độ xoăn được tìm thấy ở những người có nguồn gốc châu Phi gần đây.

Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng loại tóc tạo ra sự khác biệt lớn đối với lượng nhiệt mà đầu người nộm hấp thu từ đèn mô phỏng ánh nắng mặt trời ở 30°C.

Đầu có tóc giả thẳng hấp thụ nhiệt ít hơn một nửa so với đầu không có tóc giả. Đầu đội bộ tóc giả xoăn vừa phải tăng nhiệt khoảng 1/4 và đầu đội tóc giả xoăn chặt tăng nhiệt ít hơn 1/10 so với đầu không đội tóc giả.

Và có vẻ như giả thuyết của họ đã đúng. Họ lưu ý: “Nói chung, mô phỏng mà chúng tôi quan sát được là mức tăng nhiệt bức xạ cao nhất xảy ra trong điều kiện không tóc” trong khi “tóc thẳng, tóc xoăn vừa phải và tóc xoăn chặt cho thấy mức tăng nhiệt giảm dần”.

Do đó, bất kể kết cấu như thế nào, tóc người dường như bảo vệ chúng ta khỏi bị quá nhiệt nhưng chính những lọn tóc xoăn chặt mới hiệu quả hơn cả. Các nhà nghiên cứu đánh giá các lọn tóc làm giảm lượng nhiệt truyền đến da bằng cách tăng khoảng cách giữa da và bề mặt tóc, giống như khi ta khoác một chiếc áo lông dài, tóc xoăn cách xa đầu, làm tăng khoảng cách giữa bề mặt tóc và bề mặt da đầu. Lasisi nhận xét: “Bộ tóc thẳng dài hơn không đạt được điều này vì nó sẽ bị xẹp và ép xuống gần da đầu. Hơn nữa, tóc xoăn có vẻ tối đa hóa tác dụng che chắn da dầu khỏi ánh nắng mặt trời đồng thời giảm thiểu tác dụng cách nhiệt không mong muốn”.

Kết quả cũng cho thấy tất cả các loại tóc được thử nghiệm đều làm giảm tác dụng làm mát của mồ hôi. Khi làm ướt người nộm để mô phỏng mồ hôi, đầu không đội tóc giả mất nhiệt nhiều gấp đôi do bốc hơi so với đầu đội tóc giả.

Tuy nhiên, kết quả cho thấy bất kỳ loại tóc nào, đầu cũng thoát “mồ hôi” cần thiết để ngăn đầu tăng nhiệt, nhưng với mái tóc xoăn chặt thì lượng mồ hôi này sẽ giảm nhiều hơn so với tóc thẳng hoặc tóc xoăn vừa phải. Do đó, mái tóc có tác dụng làm giảm lượng mồ hôi cần thiết trên da đầu để cân bằng nhiệt bức xạ từ mặt trời, đặc biệt hiệu quả với tóc xoăn chặt.

Bài báo cáo lưu ý: “Các điều kiện mà con người tiến hóa là… quá trình tiến hóa sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự thích nghi để giữ nước. Do đó, một điều hợp lý có thể là sự phát triển của mái tóc xoăn chặt giúp cách nhiệt và giảm mất nước đồng thời kéo dài thời gian các cá nhân có thể tham gia hoạt động thể chất vất vả trước khi cần nạp nước vào cơ thể”

Lasisi cho biết, khi một số người rời châu Phi và chuyển đến những vùng có khí hậu mát mẻ hơn, áp lực chọn lọc đối với tóc xoăn chặt sẽ bị mất đi, Lasisi cho phép các biến thể xuất hiện từ thế hệ này sang thế hệ khác một cách ngẫu nhiên, nhưng đặc điểm này có thể đã tiến hóa lại ở một số dân tộc.

Joseph Graves tại Đại học Nông nghiệp và Kỹ thuật bang Bắc Carolina cho biết: “Bất kỳ cơ chế nào có thể giúp làm mát cơ thể, đồng thời tiết kiệm lượng nước quý giá, chắc chắn đã chịu tác động mạnh mẽ từ chọn lọc tự nhiên".

Graves cho biết những phát hiện của nghiên cứu rất quan trọng vì chúng có thể giúp thay đổi quan điểm định kiến của một số người. Ông nói, nghiên cứu về các đặc điểm thể chất của những con người đầu tiên có thể giúp xóa bỏ những tư tưởng phân biệt chủng tộc.

Graves cho biết những người đầu tiên trong nhân loại có làn da đen và tóc xoăn chặt. Ông nói, chỉ tương đối gần đây, các màu da và kiểu tóc khác mới xuất hiện. Các nhà sinh vật học đã bắt đầu nghiên cứu sự tiến hóa của màu da, nhưng đây là nghiên cứu đầu tiên xem xét loại tóc trong bối cảnh tiến hóa.

Gill Westgate tại Đại học Bradford, Vương quốc Anh cho biết: “Đây thực sự là một nghiên cứu độc nhất vô nhị. Thật thú vị khi lớp lông xoăn được tiến hóa để bảo vệ khỏi các tác động nhiệt mặt trời, điều này rất quan trọng trong quá trình phát triển của các loài vượn nhân hình đi hai chân”.

Tất nhiên, thí nghiệm với mấy bộ tóc giả và một người nộm nhiệt không phải là chứng minh nghiêm túc một giả thuyết và các nhà nghiên cứu cũng ý thức rằng bài báo cáo của họ có một số hạn chế. Theo Lasisi, nhiều khía cạnh của người nộm được sử dụng trong nghiên cứu không phù hợp với sinh lý con người. Nhà nữ khoa học nói rằng cần phải làm nhiều việc hơn nữa để hiểu được tác động của loại tóc và tầm quan trọng của nó trong quá trình tiến hóa của chúng ta.

Dù vậy, nhóm cho rằng kết quả “rất quan trọng đối với các nhà nghiên cứu đang cố gắng tìm hiểu sự tiến hóa của loài vượn nhân hình sơ khai và quần thể người sau này, vì chúng cung cấp cái nhìn sâu sắc về các bối cảnh cụ thể mà tóc, đặc biệt là tóc xoăn có thể chiếm ưu thế trong tiến hóa”.

Cuối cùng, nhóm nghiên cứu kết luận: “Mặc dù chúng ta chưa hiểu mức độ mà tóc trên da đầu giúp điều chỉnh nhiệt độ toàn cơ thể, nhưng bài báo cáo này cung cấp một số phát hiện sơ bộ có giá trị. Nghiên cứu này thể hiện bước đầu tiên trong việc tìm hiểu mối liên hệ giữa tóc trên da đầu con người và mức chịu nhiệt lên não cũng như cơ thể”.

Anh Tú