科里奥利效应会导致你的发旋吗?

不,但发旋方向或能揭示人类发育的秘密

Photograph of hair sticking straight up on top of a baby's head due to cowlick

Kristijan Binski/盖蒂图片社

看着新生儿父母来说是一个如此有力的时刻——巨大的、压倒性的爱意,最初的强烈保护欲,以及随之而来的可怕责任感。他们感受到敬畏和惊奇,对小小的手指、脚趾和小耳朵感到惊叹。还有头发呈顺时针或逆时针方向漩涡状生长。

好吧,也许最后两个不是。除非你是玛乔琳·威廉姆斯,法国蒙彼利埃大学医院的临床遗传学家。当她的同卵双胞胎女儿出生时,“我注意到她们的发旋方向相同,都是顺时针,”她说,她指的是有时被称为美人尖(cowlicks)的发旋,即那些与头部其他头发的生长方向不同的毛发区域。但是,一个双胞胎的发旋在她头部的右侧,而另一个则在左侧。毕竟并非完全相同。几年后,她的姐姐也生了双胞胎——她们的发旋位置和她们的年长表亲相同。

作为一名临床遗传学家,威廉姆斯发现自己无法放下这件事。现在,在盯着双胞胎和单胞胎婴儿的头部看了13年后,她的团队关于全球半球与发旋形成之间关联的论文获得了2024年搞笑诺贝尔解剖学奖。该奖项旨在奖励“先让人发笑,后引人深思”的科学。研究南半球的人们逆时针方向的发旋是否比北半球的人们更常见,这有点傻吗?当然。 但这也证明了人类的变异性有多大——从我们基因的微小变化到它们在我们外貌上留下的可见痕迹。


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如果你的头部有头发,那么这些头发至少有一个发旋——一块头发呈螺旋方向从头皮长出来。这是很有道理的。威廉姆斯解释说,在球体上成线排列的头发根本无法梳平。总会在某个地方有一个发旋。

显然,人类的头部不是球形的,但顶部是圆形的,所以我们都有发旋。大多数人——98.5%——只有一个发旋,而幸运的1.5%的人会有两个(对于理发的人来说,也许不是那么幸运)。它们可以位于头皮的中心,偏右或偏左,并且可以顺时针或逆时针旋转。你可以试着摸索一下找到你的发旋,但威廉姆斯指出,如果有朋友帮忙看会容易得多。

但是什么导致我们的头发那样生长呢?“我们不知道它是如何开始的,”威廉姆斯说。科学家们确实知道它可能具有一定的遗传基础;其他多毛的哺乳动物在它们有圆形部位的地方也表现出毛旋,从牛的前额到狗或马的头部、腿部或臀部。患有罕见遗传疾病的人可能更可能拥有双发旋,或者发旋位于前额而不是头顶。

为了弄清楚发旋是遗传还是环境的结果,威廉姆斯和她的同事决定研究同卵双胞胎,并将他们与北半球和南半球的非双胞胎进行比较。虽然双胞胎研究可以确定遗传成分,但半球之间的差异可能表明环境在头发如何旋转方面发挥了作用。

威廉姆斯首先征得新生儿父母的同意,以便检查他们新生儿的头皮。“妇科医生首先询问他们是否对一项特殊研究感兴趣,”她说。当他们得知这项研究是关于头发如何呈发旋状生长时,大多数父母都笑了。婴儿是她首选的研究对象,因为他们头发不多,发旋更容易看到。在头发较长的较大儿童或成人中,这可能需要一个过程。

科学家们比较了37对法国双胞胎、50名北半球的法国单胞胎儿童和50名南半球的智利单胞胎儿童(他们没有盯着智利双胞胎看,遗憾的是,我无法得到关于原因的答案)。绝大多数发旋都是顺时针方向的。在双胞胎中,70%的发旋方向相同——所有双胞胎中有86%的发旋是顺时针方向的。在非双胞胎法国儿童中,只有约4%的儿童有逆时针方向的发旋。但在智利,28%的儿童有逆时针方向的发旋。科学家们得出结论,遗传因素肯定是相关的,但环境也可能发挥作用。

威廉姆斯和她的同事们开玩笑说,也许发旋是基于科里奥利效应形成的。这是一种偏转模式,会影响未附着在地球上的非常大的物体。由于地球大致是一个球体,当它旋转时,赤道比两极移动得更快。从赤道向北或向南远距离移动的物体会发生偏移,因为南北两极移动得更慢。在北半球,物体向右偏移。在南半球,物体向左偏移。

科里奥利效应是飓风和气旋在北半球向一个方向旋转,而在南半球向另一个方向旋转的原因。在这些风暴的巨大距离上,科里奥利效应推动北半球的风和雨逆时针旋转,南半球顺时针旋转——都具有同样致命的效果。科里奥利效应也是澳大利亚马桶旋转方向相反的神话的起源。在马桶中,水的体积和距离太小,不会受到科里奥利效应的影响——对于在赤道冲马桶的任何人来说,这都是一种安慰。

威廉姆斯说,如果马桶不受科里奥利力的影响,那么头发肯定也不受影响。“那就像一个小玩笑般的假设,”她指出。威廉姆斯和她的同事们确实试图认真对待他们的论文,“但当所有同事都在笑时,我们就知道这很可笑。”

然而,遗传和环境共同作用的前景提出了更多的科学问题。这意味着更多地了解头发如何在头部弯曲可以教会人们我们是如何发育的——我们的基因和环境如何转化为我们面部和头部的现实。这是一个小小的差异。但一个小小的差异可以为我们提供很多关于细胞如何分裂、形成和迁移的线索——以及当这个过程出错时如何处理它们。因此,发旋是奇迹的来源。就像手指、脚趾或小小的鼻子一样奇妙。这是一个细胞分裂、迁移、组织——并创造出美妙而新颖事物的标志。

这是一篇观点和分析文章,作者或多位作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。

Bethany Brookshire 是一位屡获殊荣的科学记者,也是《害虫:人类如何创造动物恶棍》(Pests: How Humans Create Animal Villains,Ecco,2022年出版)一书的作者。她的作品曾发表在《大众科学》、《纽约时报》、《华盛顿邮报》、《大西洋月刊》和其他媒体。

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