出品：科普我国
制造：苏澄宇
监制：我国科学院核算机网络信息中心
为什么有的人是直发，有的人则是卷发？这似乎是个简略的问题，但答案却适当杂乱。
头发是卷是直，基因说了算
从根本上来说，一个人头发的质地是直的仍是卷的，取决于ta的基因。之所以有卷发，其间的原理和豌豆差不多：人类的卷/直发是由等位基因操控的。直发是由EDAR的等位基因操控。
EDAR在染色体上的方位 图源Wikipedia
依据科学家的研讨，假如咱们按曲折程度进行分级，大致能够得到8个等级的曲折程度，等级越高，曲折程度越大。
8个不同等级的卷发程度图源，文献1
而且不同的毛发曲折程度，其横截面形状也不一样。一般来说，头发越直，其横截面越圆，看起来更粗。
不同头发曲折类型的横截面 图源：https://curlyhairlounge.com
亚洲人一般归于1——2等级的发质，假如想要具有更卷的头发只能去烫了。但近对折的欧洲人却并不需要烫发，因为他们大都人的头发曲折程度更高。
据研讨，在欧洲人群（高加索人）中，只要12% 的人有朴实的直发，36% 有等级2的卷发，38%有等级3卷发，剩余的都是等级4的卷发；亚洲人群中，约29%的人有直发，最多为等级2的卷发约51%，剩余的为16%的等级3卷发和2%的等级4卷发；而非洲人大大都都是等级5以上的卷发，详见图表：
不同种族人群的发质差异 图源：文献1
除了遗传要素外，其他如养分、生活环境、生活习惯等也对头发的曲折程度有影响。但最首要的仍是遗传要素，大约占了85~95%的影响性。这意味着你的直发或卷发，其原因约有十分之九能够归于DNA。
相同是卷发，为什么你的是波涛卷，我的是绵羊卷
图源：pixabay
这就得提到曲折程度是由什么决议的了。
先科普一个小常识，毛发纤维的安排结构分为3层，即鳞片层、皮质层和髓质层。而皮质层是毛发纤维的首要组成部分，它是由许多蛋白质细胞组成的。皮质层细胞又分为正皮质层和副皮质层两种。曲折的毛发，在曲折波外侧的称为正皮质细胞，内侧的称为副皮质细胞。
关于毛发的曲折缘由，其首要理论便是环绕这一层细胞打开，现在学界有两种干流的观念。第一种是毛发的曲折程度与毛发细胞的数量散布有关，曲折纤维的外侧（正皮质细胞）比内侧（副皮质细胞）有更多的细胞，类似拱门的规划结构。跟着曲折程度的添加，曲折内侧细胞数量削减。
第二种观念以为，是因为较长的正皮质细胞摆放在毛发纤维的外面，而副皮质细胞摆放在毛发纤维的内边际，长度的差异导致毛发发作曲折。
那究竟哪种说法是对的呢？几十年来一向都没有定论，因为关于这个主题的研讨长时间处于理论阶段，没有人真的做试验。终究这一科学本相的发现还得感谢美利奴绵羊。
检测羊毛居然能知道人头发曲折的本相？
美利奴绵羊毛和人类的头发十分类似，而且更简单研讨
图源：https://.au/cm/rimage/9572536-3x2-large.jpgv=2
科学家为了搞懂头发曲折的本相，他们决议研讨头发的微观结构。他们想到能够核算和丈量单根头发的毛细胞。可人类的头发太粗了，细胞太多。
所以科学家们找到了美利奴绵羊，这是一种有着令人难以置信的纤细天然曲折毛发的动物。而且美利奴羊毛比人类的头发细5倍，其根本的生物学结构与人头发类似，所以能够通过丈量美利奴羊毛曲折的原因知道人头发曲折的本相。
美利奴绵羊毛比人类的头发细5倍 图源：CSIRO https://.au/cm/lb/9562512/data/hair-vs-wool-data.jpg
科学家从新西兰的一个农场的6只美利奴绵羊身上薅了些羊毛。并挑选了其间700根羊毛，每根羊毛的直径不超越5微米，长度不超越0.5厘米。
这些羊毛通过清洗，去除羊毛脂的涂层，以及羊毛在生长过程中形成的任何人为曲折，从而使羊毛处于最天然的状况。
之后，这些纤维被切成均匀的碎片，使用静电力把它们移动到载玻片（一种玻璃片）上，对这些样本的片段进行染色，终究在显微镜下调查。丈量出每个纤维的均匀曲率，然后扩大到曲线上准确点的细胞结构。
载玻片上的单根羊毛片段 图源：AgResearch Ltd https://.au/cm/lb/9570904/data/microscopic-wool-fibre-data.jpg
他们调查了细胞数量表里侧的差异，以及两种不同类型的细胞表里侧的散布规则。成果发现，这两种假定都不正确。
研讨成果发现显现，尽管毛发的正皮层细胞在大大都情况下的确比的副皮层细胞要长，但有少量情况下副皮质层细胞比正皮质层细胞要长。
染色显现纤维状的正皮层细胞(橙色)和副皮层细胞(绿色) 图源：AgResearch Ltd https://.au/cm/lb/9568412/data/microscopic-fibre-data.jpg
赤色为正皮质层细胞，绿色副皮质层细胞，在大都情况下，正皮层细胞比副皮质层细胞要长。图源：文献2
这就呈现了一个问题，在毛发特定的方位，假如副皮质层比正皮质层要长，这个方位的毛发是怎么曲折的呢？因而科学家持续研讨发现，毛发曲折不只和细胞长度有关，还和细胞的摆放方法也有联系。
有时候正皮质层细胞（赤色）比副皮质层细胞（绿色）要长，有时候则反之，这是因为毛发曲折不只和细胞长度有关还和摆放方法有关 图源：文献2
他们的定论是，毛发曲折的要害并不在于细胞数量，而是在于细胞长度和摆放方法。关于曲折的头发，在相同数量的正皮质层细胞和副皮质层细胞下，因为细胞的长度和摆放方法差异，导致卷发外径长度比内径要长得多。所以呈现了毛发曲折。头发越直，表里的细胞长度越挨近。
终究科学家将其研讨成果宣布在《试验生物学杂志》Journal of Experimental Biology。
赤色为外径细胞，绿色为内径细胞 图源：文献2
这便是毛发曲折的隐秘。
参考文献：
Medland, S. E., Nyholt, D. R., Painter, J. N., McEvoy, B. P., McRae, A. F., Zhu, G., … Martin, N. G. (2009). Common Variants in the Trichohyalin Gene Are Associated with Straight Hair in Europeans. The American Journal of Human Genetics, 85(5), 750–755. doi:10.1016/j.ajhg.2009.10.009
Harland D P, Vernon J A, Woods J L, et al. Intrinsic curvature in wool fibres is determined by the relative length of orthocortical and paracortical cells[J]. Journal of Experimental Biology, 2018, 221(6): jeb172312.
