Butaric i jej współpracownicy ustalili ostatnio, że w populacjach Eskimosów alaskańskich i Buriatów syberyjskich dłuższa, węższa jama nosowa jest związana z dużymi zatokami szczękowymi, a w populacjach Afryki Subsaharyjskiej szerszej jamie nosowej towarzyszą mniejsze zatoki szczękowe (Am J Phys Anthropol, 160:483-97, 2016). Zatoki funkcjonują jako rodzaj „bufora”, aby pomieścić zmiany w jamie nosowej i innych strukturach twarzy, zespół Butarica doszedł do wniosku, zarówno podczas rozwoju osobniczego, jak i w czasie ewolucji.
Zależność między kształtem zatok i jamy nosowej historycznie stworzyła paradoks dla antropologów, jeśli chodzi o archaiczne gatunki ludzkie. „Seksownym tematem są neandertalczycy” – mówi Butaric. Wielu naukowców założyło, że te starożytne populacje były bardziej przystosowane do zimnej pogody niż Homo sapiens, nawet ci H. sapiens na wysokich szerokościach geograficznych, ponieważ Neandertalczycy byli związani z zimniejszymi i bardziej suchymi warunkami podczas okresów lodowcowych na Ziemi. W związku z tym uważano, że typowe zatoki neandertalczyka są większe niż zatoki współczesnego człowieka, jeśli człowiek byłby podobnej wielkości. Jednak zamiast długiej, wąskiej struktury nosa zewnętrznego, twarz neandertalczyka najprawdopodobniej miała stosunkowo szeroki nos, sądząc po morfologii kości.
” wyglądają tak, jakby powinny być przystosowane do przebywania w ciepłych i wilgotnych środowiskach, a nie zimnych, suchych” – mówi Todd Rae, antropolog z University of Roehampton w U.K. Zagłębiając się w wewnętrzne struktury twarzy, Rae i współpracownicy użyli tomografii komputerowej do porównania czaszek neandertalczyków ze skamielinami H. sapiens z litewskich stanowisk archeologicznych, testując założenie, że zatoki neandertalczyków były stosunkowo większe. Ich dane wykazały, że zatoki neandertalskie nie były w rzeczywistości większe niż ludzkie, gdyby cała czaszka była skalowana do tego samego rozmiaru.
„To zasugerowało nam, że nie są one szczególnie przystosowane do zimna”, mówi Rae. Rozszerzając to rozumowanie na zewnętrzny nos, Rae wysunął hipotezę, że szeroka twarz neandertalczyka nie była wcale adaptacją do zimna, ale była napędzana przez jakiś inny podstawowy czynnik (J Hum Evol, 60:234-39, 2011).
Butaric sugeruje, że neandertalczycy, z większymi ciałami i większą masą mięśniową, mogli potrzebować większych nosów do wdychania odpowiednich ilości tlenu, niezależnie od miejsca, w którym żyli. U współczesnych ludzi samce mają generalnie większe nosy i przejścia nosowe niż samice, co może wynikać z większego zapotrzebowania na tlen (Am J Phys Anthropol, 160:52-61, 2016). Innym możliwym wyjaśnieniem, proponuje Rae, jest to, że neandertalczycy mogli po prostu unikać ekstremalnie zimnych obszarów w czasach, które zapewniłyby wystarczającą presję selekcyjną, aby uformować ich nosy w wąski kształt.
W ludzkiej ewolucji pogoda to też nie wszystko. W większości ukształtowaliśmy świat wokół nas, aby uniknąć presji selekcyjnej ekstremalnie zimnych środowisk. Praca na morfologii czaszki sugeruje, że wiele z czaszki zmienności w dzisiejszych populacjach ludzkich jest bardziej wyjaśnione przez odległość od Afryki niż przez dostosowanie do lokalnego środowiska (Am J Phys Anthropol, 141:76-82, 2010). „Myślimy, że to może być po prostu dryf – że po prostu im dalej, tym bardziej populacja zacznie rozwijać różnice wynikające z błędów w kopiowaniu DNA”, mówi Rae. „Dostaniesz wąski nos w miejscach, gdzie jest naprawdę zimno, ale gdzie jest stosunkowo umiarkowanie; różnice są dosłownie przypadkowe.”
Ale chociaż te różnice nosowe w strefach umiarkowanych mogą nie być napędzane przez zmienne środowiskowe, geograficznie powiązane cechy są nadal widoczne. „Istnieje szerokie zróżnicowanie między kontynentami, a to mówi ci, że istnieją podstawowe przyczyny genetyczne”, mówi Kaustubh Adhikari, genetyk populacyjny w University College London. Adhikari i jego koledzy niedawno opublikowali pracę badającą wariacje genetyczne związane z różnicami w zewnętrznym kształcie nosa (Nat Commun, 7:11616, 2016).
Wcześniejsze badania odkryły kilka genów, które odgrywają rolę w rzeźbieniu naszych nosów, ale wiele z tych prac zostało wykonanych w jednorodnych populacjach europejskich lub północnoamerykańskich o niewielkich różnicach morfologicznych. Zespół Adhikariego zebrał jednak próbki genetyczne i zdjęcia twarzy od kohorty ponad 6000 Latynoamerykanów z pięciu krajów. „Ameryka Łacińska to genetyczny tygiel”, wyjaśnia Adhikari. „Masz rdzennych Amerykanów, którzy są zbliżeni do wschodnich Azjatów; masz Europejczyków i masz Afrykanów – i masz to wszystko tylko na jednym kontynencie. A domieszka jest bardzo niedawna.”
Adhikari i jego koledzy wykryli pięć genów, które kontrolowały jakiś aspekt struktury nosa. Wszystkie pięć genów wpływa na różnicowanie kości lub chrząstek i rozwój czaszkowo-twarzowy, a trzy z nich zostały wcześniej zidentyfikowane jako różniące się między współczesnymi ludźmi a wymarłymi gatunkami, takimi jak neandertalczycy i denisowiacy – z których oba miały nieco inne kształty nosa niż H. sapiens. „To nie jest pełna historia”, mówi Adhikari, „ale jest to jej mały kawałek.”
.