2025年1月22日，宾夕法尼亚州立大学、加州大学欧文分校和台湾大学的研究人员发表在《英国皮肤病学杂志》上的一项研究回顾了人类头发的生物和社会进化。根据分析，文章提出了一种新理论，指出了头发生长能力的分子基础。
较长的头发是人类和其他大部分动物的一个显著区别，研究显示人类的头发至少可长到50厘米以上。人类的头发最初可能是为了帮助冷却暴露在阳光下的头部而进化的，尽管长发的遗传决定因素在很大程度上是未知的。
动物和人类的毛发长度
人类祖先的头发生长存在差异，但较长的头发是所有现存人类种群的共同特征，这表明它的出现早于或与解剖学上的现代人类 (AMH) 的出现同时出现，大约在 30 万年前。现代人类中的较长的头发还传达了与个体年龄、性成熟、健康和社会地位相关的重要信号。
从生物学上讲，头发长度主要取决于毛囊在活跃生长期 (生长期) 所持续的时间。虽然大多数哺乳动物的生长期持续时间通常受到严格调控，但毛囊固有的能力是不断招募新的分裂祖细胞到其基部，即毛纤维的产生之处，理论上消除了对最大生长期持续时间的限制。
人类祖先可能一直都有头发生长的能力，但这种特性一直处于休眠状态，直到某些环境和生物条件——比如用两条腿直立行走——开启了分子程序。
现代人类头发特征进化的时间和地理路径
“人类可以长出极长的头发”，宾夕法尼亚州立大学埃文·普格人类学名誉教授、论文合著者尼娜·贾布隆斯基说。 “同样，头发的属性——它的长度、形状、颜色和脱发——在社交交流中起着至关重要的作用。它们代表着我们祖先的年龄、健康、性成熟和社会地位等等。然而，尽管拥有长头发很重要，但我们对人类皮肤的这一特征是如何产生的以及它是如何被调节的知之甚少。”
长而卷曲的头发在现代人中起着主要作用。赤道非洲地区是现代人的起源地，其特点是高强度的太阳辐射。人类的头部暴露在直射的阳光下，存在过热的风险，这可能会影响大脑。为了应对过热，汗腺密度的增加使汗液能够主动散热。然而，出汗会导致水分和电解质的大量流失（左）。长发的进化使头部具有物理遮蔽作用，减少了皮肤直接暴露在阳光下和所需的出汗量（中和右）。然而，长发在潮湿时容易打绺，从而降低了其头部遮蔽能力（右），而长而卷曲的头发具有更好的防水性并保持蓬松，从而提供强大的头部遮蔽功效（中）。长而卷曲的头发进化为现代人祖先头发状态。
之前由尼娜·贾布隆斯基的博士生之一 Tina Lasisi 领导的一项研究表明，紧密卷曲的头发尤其可以有效地抵御阳光，减少过度出汗的必要，而过度出汗可能会导致危险的脱水。在此基础上，研究人员提出，较长的头发最初是为了保护赤道非洲的早期人类祖先免受环境中的强烈热量和太阳辐射而进化的，后来它在生活的许多其他领域具有意义，例如表明年龄、健康、成熟度和社会地位。
史前艺术和早期历史中的长头发和假发
“长而卷曲的头发是一种关键的适应能力，使我们的祖先能够在炎热的户外环境中茁壮成长，”尼娜·贾布隆斯基说。“这种头发类型不仅可以减少热暴露，还可以保存重要的水和电解质，这可能意味着在如此极端的条件下生死之间的差别。”
尼娜·贾布隆斯基表示，了解较长的头发的进化时间将有助于更好地了解它何时获得了其基本的非生物学用途。
虽然长发在哺乳动物中很少见，但并非人类独有。研究人员表示，雄狮、猩猩，甚至已经灭绝的猛犸象等动物也长出了非常长的毛发，尽管原因不同。
毛发生长周期中的毛囊形态、细胞动力学和关键调控事件
（a）毛发生长周期示意图。隆起和次级毛胚上皮毛囊 (HF) 干细胞 (eHFSC) 在休止期处于静止状态。它们在生长期开始时短暂激活以再生下部毛囊段。在退行期，下部毛囊段在细胞凋亡的驱动下退化。
（b）毛发生长周期检查点模型。生长周期可以概念化为两个阶段，生长期（绿色）和退行期/休止期（红色）。毛囊在这些阶段的进展由检查点 C 和 A 控制，它们分别调节从生长期到退行期/休止期的过渡以及从退行期/休止期到生长期的过渡。
（c）生长期开始和进展时毛囊干细胞的细胞动力学。引发的次级毛胚毛囊干细胞在生长期亚期 I 期间激活，而隆起毛囊干细胞在生长期 II/III 期间延迟激活。毛囊干细胞在其他阶段很少增殖。
（d）在连续祖细胞募集模型下生长期毛囊球中的细胞动力学。生发基质细胞增殖并随后分化为毛细胞（短蓝色箭头）以支持连续毛发伸长和相关鞘的伸长（长白色箭头）。外根鞘和下近端杯细胞具有祖细胞特性，可以不断向毛发基质迁移，原则上补充“耗尽”的生发细胞。这种“补给”机制（长蓝箭头）赋予生长期毛囊细胞延长生长的潜力。
“这些例子告诉我们，长出非常长的头发的分子机制一直存在，尽管经常处于‘沉默’状态，”共同作者、台湾大学生物医学工程系主任兼杰出教授 Sung-Jan “Jerry” Lin 说。 “当人类祖先进化出长出极长头发的能力时，很可能是通过一些基因调整重新激活休眠程序来实现的，而不是通过进化出一种全新的分子机制。”
脱发是一种影响全球十数亿人的疾病，这些发现对医学研究具有更广泛的意义，特别是在解决脱发问题方面。
“了解人类头皮毛囊通常如何长出非常长的头发，自然会为更有效的脱发疗法提供新的分子靶点，”加州大学欧文分校发育与细胞生物学教授、合著者 Maksim Plikus 表示。“这些知识可以带来有助于恢复头发生长和缓解脱发经常伴随的情绪困扰的治疗方法。”
约翰霍普金斯大学医学院分子生物学和遗传学系研究生张罗宇也参与了这项研究。台湾生物发展基金会、台湾大学医院和台湾国家科学技术委员会支持了这项工作。
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