ヒトの鼻の形態機能ユニット間の生態学的変化

Ecogeographic variation across morphofunctional units of the human nose.

• Scott D Maddux
• Lauren N Butaric
• Todd R Yokley
• Robert G Franciscus

抄録

目的:

内鼻は呼吸中の熱と水分の交換を圧倒的に担っているが、ヒトの気候適応を示すものとしては外鼻の形態がより一般的に引用されている。ここでは、我々は、気候適応の最も強力な証拠となるユニットを決定するために、鼻呼吸器管全体の4つの形態機能ユニット（外錐体、鼻開口部、内鼻腔、鼻咽頭）のすべてのバリエーションを評価する。

OBJECTIVES: Although the internal nose is overwhelmingly responsible for heat and moisture exchange during respiration, external nasal morphology is more commonly cited as evincing climatic adaptation in humans. Here, we assess variation across all four morphofunctional units of the complete nasorespiratory tract (external pyramid, nasal aperture, internal nasal fossa, and nasopharynx) to determine which units provide the strongest evidence of climatic adaptation.

材料と方法:

我々は、主要な地理的（北極圏、アジア、オーストラリア、ヨーロッパ、アフリカ）および気候的（極地、温帯、高温乾燥、熱帯）なゾーンから837人の現代人の頭蓋骨から収集した20の線形測定値を使用しています。これらの形態学的データは、関連する気候および地理的データと合わせて、多変量解析に使用され、機能的な鼻腔ユニットのそれぞれと気候との関連を評価している。

MATERIALS AND METHODS: We employ 20 linear measurements collected on 837 modern human crania from major geographic (Arctic Circle, Asia, Australia, Europe, Africa) and climatic (polar, temperate, hot-arid, tropical) zones. In conjunction with associated climatic and geographic data, these morphological data are employed in multivariate analyses to evaluate the associations between each of these functional nasal units and climate.

結果:

外側の錐体と鼻咽頭には、地域別のサンプルでは気候が関与した形態を示す証拠はほとんど見られないが、気候と鼻開口部の形態との間の明らかな関連性は、特定の個体群の地理的（および遺伝的な）近距離に影響を受けているように見える。寒い環境や乾燥した環境の個体群では、高温多湿の環境の個体群と比較して、鼻腔内に長く、高く、狭く（特に優位に）分布していることがわかった。

RESULTS: The external pyramid and nasopharynx exhibit virtually no evidence of climate-mediated morphology across the regional samples, while apparent associations between climate and nasal aperture morphology appear influenced by the geographic (and likely genetic) proximities of certain populations. Only the internal nasal fossa exhibits an ecogeographic distribution consistent with climatic adaptation, with crania from colder and/or drier environments displaying internal nasal fossae that are longer, taller, and narrower (especially superiorly) compared to those from hotter and more humid environments.

結論:

我々の研究は、人間の鼻の他の側面と比較して、内鼻腔が気候とより強い関連性を示していることを示しています。さらに、我々の研究は、鼻腔内の形状の地域差が、鼻腔内の気道寸法の調整を介して熱と水分の交換要求を反映していることを示唆している。このように、本研究は鼻呼吸機能に関する理論的主張を実証的に支持するものであり、ヒトの鼻の進化を理解する上で重要な意味を持つ。

CONCLUSIONS: Our study indicates that the internal nasal fossa exhibits a stronger association with climate compared to other aspects of the human nose. Further, our study supports suggestions that regional variation in internal nasal fossa morphology reflects demands for heat and moisture exchange via adjustment of internal nasal airway dimensions. Our study thus provides empirical support for theoretical assertions related to nasorespiratory function, with important implications for understanding human nasal evolution.

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