Lähes kaikki nenät suorittavat nuuskaamisen, hengittämisen ja ensimmäisen puolustuslinjan muodostamisen bakteerien tunkeutujia vastaan. Nenien välillä on kuitenkin paljon selviä eroja, aina nenän pituudesta sieraimien leveyteen. Antropologit ovat yli vuosisadan ajan spekuloineet ja väitelleet siitä, mitkä näistä eroista johtuvat ympäristön vaikutuksesta. Nyt tutkijoilla on todisteita siitä, että ilmasto, jossa esi-isämme kehittyivät, auttoi määrittämään, kuinka leveät tai kapeat nenämme nykyään ovat.
”Minua ovat aina kiehtoneet asiat, jotka eroavat ihmispopulaatioiden välillä”, sanoo Pennsylvanian osavaltionyliopistossa työskentelevä geneetikko ja antropologi Mark Shriver. Shriver on viettänyt uransa tarkastelemalla lajimme sisäisiä vaihteluita, jotka tekevät meistä ainutlaatuisia – ihon pigmenttiä, äänenkorkeutta ja jopa ennenaikaisen synnytyksen riskiä – ja yrittämällä yhdistää nämä vaihtelut tiettyihin geeneihin. Suuri osa tästä tutkimuksesta on sisältänyt yli 10 000 ihmisen kasvojen 3D-skannauksen, jonka avulla on voitu analysoida niitä lukemattomia pieniä tapoja, joilla kasvot voivat erota toisistaan – ja miksi.
Tässä tutkimuksessa Shriver ja hänen tutkimusryhmänsä päättivät keskittyä erityisesti nenään, koska se on rakenne, jota on helppo mitata ja verrata kuvien avulla. 3D-skannaustensa avulla Shriver ja hänen tiiminsä pystyivät mittaamaan tarkasti eri ihmisten nenät ja kartoittamaan heidän syntyperäänsä koskevien tietojen avulla, miten nenän muoto vaihtelee erilaisten taustojen perusteella yli 2 500 ihmisen keskuudessa neljältä maailman alueelta, joilla on erilainen ilmasto.
Tänään PLOS Genetics -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa Shriver osoittaa, miten hengitysilman lämpötila ja kosteus ovat vaikuttaneet nenän muotoon.
Ajatus siitä, että ilmasto vaikuttaa nenän muotoon, ei ole uusi. Vuonna 1905 Yhdysvaltain armeijan lääkäri Charles E. Woodruff kirjoitti tieteellisessä teoksessaan The Effects of Tropical Light on White Men (Trooppisen valon vaikutukset valkoisiin miehiin), että ”nenän muoto ja koko sekä sieraimien asento on nyt melko hyvin todistettu olevan kysymys sopivimpien lajikkeiden valinnasta”. Hän jatkoi kuvaamalla, miten hänen mielestään nenän muoto voi auttaa sopeutumaan ilmastoon ajan mittaan:
”Tropiikissa, jossa ilma on kuumaa ja sen vuoksi harvennettua, sitä tarvitaan enemmän, ja on tärkeää, ettei ilmavirtauksille ole mitään esteitä, joten sieraimet ovat avoimet ja leveät ja nenä hyvin litteä. Tällainen nenä ei sovellu kylmiin maihin, koska se sallii kylmän ilmamassan tulvia ilmakanaviin ja ärsyttää limakalvoa, joten nenän on oltava suuri ja siinä on oltava paljon lämpenevää pintaa, ja sieraimet ovat sen vuoksi ohuita rakoja, joihin ilmaa pääsee ohuina nauhoina, jotka lämpenevät helposti. Näin ollen kylmissä maissa on täytynyt tapahtua luonnonvalinta yhdenlaisten variaatioiden – suurten supistuneiden nenien – ja kuumissa maissa toisenlaisten ääripäiden valinta, niin että erilaiset tyypit ovat vähitellen syntyneet.”
Mutta yli sata vuotta myöhemmin tiedemiehet eivät kyenneet lopullisesti todistamaan, oliko näissä nasaalien variaatioissa kyse muustakin kuin satunnaisesta taustahälystä evoluution sotkuisessa prosessissa. Nyt Shriver ja hänen työryhmänsä ovat tuhansien skannattujen neniensä avulla kartoittaneet nenän leveyden maantieteellisen vaihtelun lisäksi myös laskeneet, kehittyivätkö nämä muutokset nopeammin kuin normaali ”geneettinen ajelehtiminen”.”
”Osoitamme selvästi, että nenän osat ovat kehittyneet nopeammin kuin odottaisi, jos kyse olisi vain neutraalista evoluutiosta”
, Shriver kuvailee tuloksiaan. Yhdessä maantieteellisten vaihtelujen kartan kanssa tämä evoluutionopeus todistaa, että ilmasto ohjaa ainakin osaa nenän muodon muutoksista.
Shriverin epäilemät syyt tähän ovat samankaltaisia kuin Woodruffilla: Lämpimässä, kosteassa ilmastossa, jossa ihminen ensin kehittyi, leveä nenä mahdollistaisi suuremman määrän ilmaa sisäänhengittämisen vähemmällä vaivalla. Mutta kuten jokainen, jolla on usein nenäverenvuotoa ja yskää talvella, voi todistaa, kylmempi ja kuivempi ilma ärsyttää paljon enemmän nenän ja kurkun kalvoja. Kapeampi nenä aiheuttaa enemmän ”turbulenssia”, kun ilmaa hengitetään sisään, mikä sekoittaa ilmaa yhteen sieraimissa ja auttaa lämmittämään sitä konvektiouunin tavoin, Shriver sanoo.
Nämä vaikutukset voivat tuntua vähäisiltä verrattuna muihin tekijöihin, jotka voisivat ohjata evoluutiota, mutta Shriver huomauttaa, että mikä tahansa tekijä, joka voi edistää ihmisen kuntoa, voi valikoitua valinnan kohteeksi, olipa se kuinka pieni tahansa. ”Ne voivat olla todella pieniä, ja niillä voi silti olla todella ratkaiseva vaikutus”, Shriver sanoo.
Siltikin on todennäköisesti olemassa paljon dramaattisempi paine, joka on vastuussa nenän muodosta: sukupuoli. ”Jos jotakin on muokannut seksuaalinen valinta, se on kasvot”, Shriver sanoo. Ihmiset käyttävät kasvoja arvioidakseen monenlaisia tekijöitä potentiaalisista kumppaneistaan, ja nenän muoto varmasti vaikuttaa siihen. Otetaan huomioon, että vuonna 2011 lähes 250 000 amerikkalaiselle tehtiin nenäleikkaus, joka tunnetaan yleisesti nimellä nenäleikkaus, suurimmalle osalle heistä kosmeettisista syistä.
Nyt, kun suurin osa kehittyneiden maiden ihmisistä viettää elämänsä keinotekoiseen ilmastointiin ja lämmitykseen perustuvassa, ihmisen aiheuttamassa ilmastossa, Shriver sanoo, että ”ensisijainen voima” nenien luonnollisessa valikoitumisessa on seksuaalinen valinta. Seksuaalisen valinnan vaikutus neniin voisi myös auttaa selittämään, miksi miesten ja naisten nenät eroavat toisistaan niin paljon, vaikka Shriverin mukaan juuri tätä aluetta ei ole vielä tutkittu. (Tutkimukset viittaavat myös siihen, että miehillä on isommat nenät, jotta he pystyvät kuluttamaan suuremman määrän happea, jota heidän kehonsa tarvitsee.)
”Uskon, että sukupuolten väliset erot ovat suuremmat kuin havaitsemamme populaatioerot”, Shriver sanoo, mikä viittaa siihen, että nenän muodosta on tullut sukupuoleen sidottu ominaisuus, jolla miehet ja naiset voivat arvioida toisiaan.
Tübingenin yliopiston paleoantropologi Katerina Harvati, joka ei ollut mukana tässä tutkimuksessa, sanoo, että Shriverin tutkimus rakentuu hyvin tämän pitkään pidetyn teorian varaan. Harvati on tutkinut, miten kallon nenäontelon koko vaihtelee eri ilmastoalueiden ihmisillä. Hän sanoo, että Shriverin analyysi pehmeistä nenäkudoksista ”ottaa paremmin huomioon taustalla olevan genetiikan ja suorittaa perusteellisemman arvioinnin luonnonvalinnan mahdollisesta vaikutuksesta nenän muotoutumiseen.”
Harvati huomauttaa kuitenkin, että vain nenän leveys näytti korreloivan ilmaston kanssa, kun taas muilla nenän tekijöillä, kuten korkeudella tai kokonaiskoolla, joita Shriverin työryhmä mittasi, ei ollut yhteyttä. Tämä viittaa siihen, ”että nenän kokonaismuoto ei liity ilmastoon, vaan siihen vaikuttavat monet muut tekijät, jotka eivät välttämättä ole valinnan kohteena.”
Shriverin aiempaa työtä kasvonpiirteiden vaihteluista ja niiden taustalla olevista geeneistä on toistaiseksi käytetty apuna DNA-todisteiden avulla mahdollisten epäiltyjen rikosrekisterikuvien rakentamisessa. Hän toivoo, että lopulta se auttaa ihmisiä käyttämään DNA:ta myös kauan sitten kuolleiden ihmisten ja ihmisten esi-isien kasvojen rekonstruointiin. Hänen seuraava askeleensa nenätutkimuksessa on kuitenkin etsiä erityisiä geenejä, jotka aiheuttavat näitä eroja nenän leveydessä eri ihmispopulaatioiden välillä.
Hengitä siihen asti syvään ja nauti vuosisatojen evoluutiotyöstä, joka on vaikuttanut siihen, että nenästäsi on tullut sellainen kuin se on.
