关于人类体毛脱落的最新理论是什么?
—J. Yablon,澳大利亚阿德莱德
马克·佩吉尔,英国雷丁大学进化生物学研究组负责人,回复
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科学家们提出了三种主要解释,说明为什么人类缺少毛发。所有解释都围绕着这样一个观点,即自从六百万年前我们与我们现存的近亲——黑猩猩——分道扬镳以来,在进化过程中,体毛越来越少可能对我们的血统有利。
“水猿”假说认为,在六百万到八百万年前,我们的猿类祖先过着半水生的生活方式,在浅水中觅食。毛发不是一种有效的水中隔热材料,因此该理论断言,我们进化成用相对较高的体脂来代替毛发,就像其他水生哺乳动物一样。尽管这种解释富有想象力,并且有助于为我们的肥胖辩解,但支持人类存在水生阶段的古生物学证据已被证明难以捉摸。
第二种理论是,当我们适应炎热的热带草原上的生活时,体毛的减少使我们能够更好地控制体温。我们的猿类祖先大部分时间都在凉爽的森林中度过,但是一个毛茸茸的、直立的原始人类在阳光下行走会过热。这个想法似乎是合理的,但是即使无毛可能使白天保持凉爽更容易,我们的祖先在晚上需要保暖时也会散失热量。
最近,我和牛津大学的同事沃尔特·博德默提出,自然选择偏爱裸露,因为它减少了体外寄生虫的流行。毛茸茸的外层为扁虱、虱子和叮咬蝇等体外寄生虫提供了诱人的安全避风港。这些生物不仅带来刺激和烦恼,还携带各种疾病,其中一些可能是致命的。人类有能力生火、建造住所和制作衣服,因此能够脱掉毛发,从而摆脱大部分寄生虫,而不会遭受寒冷之苦。
歌剧演唱家如何才能在音量更大的管弦乐队之上被听到?
—A. Dean,伊利诺伊州埃尔金
约翰·R·史密斯,澳大利亚悉尼新南威尔士大学的物理学家,解释说
歌剧演唱家能够在管弦乐队声音较弱且人耳更敏感的频率范围内最大限度地提高他们的声音输出。
在言语和歌唱中,我们通过声带——声带中小的粘膜瓣——的振动来产生持续的元音,声带周期性地中断来自肺部的气流。声带以基频振动,这决定了音高:对于正常言语,通常在 100 到 220 赫兹 (Hz) 或每秒振动之间,对于歌唱,则在 50 到 1,500 Hz 之间。言语和歌唱也包含一系列谐波,这些谐波基本上是该频率的倍数。歌手,尤其是女高音,可以学会调整声道的共鸣以匹配基频,从而显着提高声功率。
管弦乐队通常在 500 Hz 左右声音最大,声级在较高频率下迅速下降;耳朵在 3,000 到 4,000 Hz 左右最敏感。许多歌剧演唱家学会增加 2,000 Hz 以上频率谐波的功率,这有助于区分他们的声音。
最后,歌剧演唱家通常比管弦乐演奏家使用更多的颤音——一种缓慢的周期性变化,或音高的“摆动”。这种效果有助于我们听觉系统内的信号处理,从而将歌手的声音与管弦乐队的伴奏区分开来。
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