出品 | 王真 網易科學人欄目組
19世紀末時，英國人類學家和解剖學家亞瑟·湯姆森（Arthur Thomson）曾經假設：祖先生活在寒冷、乾旱氣候下的人，可能生長又長又細的鼻子。而祖先生活在溫暖潮溼環境下的人，往往擁有又短又厚的鼻子。湯姆森的理論認為，與其他進化因素相比，氣候可對人類鼻子形狀產生更重要影響，因為鼻子的功能就是將溫暖潮溼的空氣通過鼻子吸入體內。這表明，在氣候更冷的地區，鼻腔狹窄的人更有優勢。而在溫暖潮溼環境中，鼻腔寬大的人感覺更舒服。
溫度和溼度決定鼻孔寬度
多年來，科學家們始終在進行各種各樣的研究，以驗證湯姆森的「鼻子規則」。但是此前的研究多是對人類頭骨測量得出的結論，而最新研究則是針對活人鼻子形狀本身進行研究。美國賓夕法尼亞州立大學的研究人員證實，湯姆森的假設很有可能是正確的。他們得出結論認為，鼻子的大小和形狀演變，至少在某種程度上，受到當地氣候環境的影響。
研究項目領導者扎伊迪（Arslan Zaidi）說：「我們主要對人類之間的差異感興趣，為何我們看起來都與他人不同？為何男性和女性差別如此之大？為何不同地區的人會有不同的性徵？我們重點研究人們的鼻子，因為有很多跡象表明，它可能是隨著氣候變化而演變的。
很早以前，人們就認為不同地區的人的鼻子形狀存在差異可能是自然選擇的結果，以應對不同的氣候條件。」
這項研究非常重要，因為研究人類進化與適應性對人類健康有重要意義。舉例來說，北歐地區的人由於皮膚較暗，當他們接近赤道時，被曬傷或患皮膚癌的危險就會增加。與之類似，在高緯度地區生活的人，也容易出現維他命D缺少的危險。
扎伊迪說：「這些危險都是人類進化歷史的直接結果。暗色皮膚可保護我們免受更多紫外線輻射，而淺色皮膚讓我們能更多吸收紫外線，以便於我們能夠合成更多維他命D。如果鼻子形狀的演變的確受到氣候影響，那麼搬到不同氣候的地區會增加我們患呼吸系統疾病的風險嗎？目前還不清楚，需要進一步研究。」
來自美國、愛爾蘭以及比利時的研究人員表示，他們通過使用3D面部成像設備對南亞、東亞、西非以及北歐等地476名志願者的鼻子形狀進行測量，包括鼻孔寬度、鼻孔之見距離、鼻子高度、鼻梁長度、鼻突、鼻子外部區域以及鼻孔區域，以找出鼻子形狀之間的差異。
研究人員主要研究兩個問題：
1.與遺傳漂變（genetic drift）相比，人類鼻子形狀的某些方面更容易發生變化嗎？
2.如果事實如此，這種變化可通過氣候因素解釋嗎？扎伊迪說：「換言之，如果2個種群被隔離了很長時間，我們認為他們的鼻子形狀會因為遺傳漂變而發生改變嗎？
結果顯示，上述7個與鼻子有關的性狀特徵中，只有2個受到遺傳漂變的隨機影響，也就是隨著時間推移，遺傳物質發生改變。」研究人員表示，這表明多數性狀的變化受自然選擇的影響，而非遺傳漂變。
適者生存
通過對西非和歐洲志願者的數據進一步分析，證實鼻子的形狀有很強的遺傳性。但研究人員希望看看，鼻子形狀與氣候之間是否存在緊密聯繫。為此，研究人員共檢查了來自西非、東亞、北歐或南亞的140名女性志願者，他們的父母也住在相同地區。每個志願者父母的出生地用於代表每個女性的溫度和溼度價值，可大致反映出他們最近的祖先所經歷的氣候。
圖註：藍色框代表窄鼻孔等位基因，而紅色框代表寬鼻孔等位基因，中間顏色代表中間表性。
這個顏色表代表溫度和溼度的氣候變化，顯示窄鼻孔的人更適合涼爽乾燥的氣候，而寬鼻孔的人更喜歡炎熱潮溼氣候。
結果顯示，鼻孔寬窄與溫度和絕對溼度有關，也證明自然選擇在人類鼻子演變過程中發揮了重要作用。在自然選擇過程中，往往能夠適應環境的個體能夠生存下來，並將他們的性徵傳給後代。而那些不使用環境的個體通常會滅絕。
研究人員發現，祖先住在溫暖潮溼環境中的志願者，鼻孔比那些祖先生活在涼爽乾燥氣候中的人更寬。
這可能是因為更窄的鼻腔有助於增加空氣中的水分含量，並保持鼻子溫暖，這對生活在更高緯度地區的人特別有用。寒冷而乾燥的空氣對人體內部器官不太好。
為此，沒有所謂的好或更好的鼻子形狀，這些都是我們祖先適應不同環境而進化出來的特徵。
這項研究並未排除其他非氣候因素的影響，尤其不同地區的人可能或多或少地將特定性狀與吸引力聯繫起來，這意味著性選擇也可能是鼻子形狀形成的原因之一。在理解疾病風險中，將人類適應性納入其中非常重要。
隨著人類日益成為全球化社區，當我們前往世界各地時，我們總會遇到自己無法適應的環境。前往不同氣候的地方居住可能增加患呼吸系統疾病的危險。當然，出於各種各樣的原因考慮，比如現代醫學發展以及當前氣候條件與過去已經不同，這種可能性依然很小。
美國布法羅大學教授Noreen von Cramon-Taubadel的一項研究認為，氣候壓力可能並非鼻子適應性變化的全部原因。儘管鼻腔寬度可能是自然選擇的結果，但還不清楚是否是由氣候變化所驅使。他表示，當北歐人被從分析中消除時，氣候變化與鼻子形狀之間的聯繫也變得不再明顯。
這項研究只集中於鼻子的外部特徵，在涉及到調節空氣的功能時，鼻子的內部結構也非常重要。Noreen表示：「這項研究揭示了鼻子外部形狀的演變，但它沒有涉及到鼻子解剖方面，那對理解氣候適應性可能更為重要。」還需要對發現結果進一步研究，以找到氣候與鼻子形狀之間的更多聯繫，包括對更多志願者進行類似研究，如北美土著人和因紐特人，並找出導致鼻子形狀差異的基因。
Noreen還稱：「進化是個漫長的過程。即使鼻子形狀是在過去適應當地氣候過程中形成的，那可能也用了成千上萬年。為此，我（我是巴基斯坦人）的第18代曾孫很可能依然擁有寬大的鼻子，即使他們繼續生活在更冷的氣候中，只要他們堅持與南亞人通婚。」
與不同人群的差異性相比，人類之間似乎越來越相似，無論是基因方面還是表型特徵方面。這也是他們研究中的重要發現，事實上不同種族之間人類的大多數性徵差異並不明顯。
皮膚顏色與鼻子寬度等形狀方面的差異比較明顯，這是因為它們都是暴露在環境中的外部特徵，比人類其他多數性徵演變速度更快。它們可以被看做規則之外的東西，這也提醒我們，人類經常關注差異而忽略相似性。