Ihre Nase ist schlecht darin, Luft zu erwärmen

Wie unsere frühen menschlichen Vorfahren haben moderne Menschen kurze, flache Gesichter. Und doch haben unsere Gesichter hervorstehende Nasen, die mit mehr Nebenhöhlen gefüllt sind als die von Schimpansen, unseren engsten Affenverwandten - eine Eigenart, die Wissenschaftler seit Jahren verwirrt. Um besser zu verstehen, warum unsere Nasenhöhle so geformt ist, haben Wissenschaftler die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Luft, die durch menschliche Nasengänge strömt, mit denen von Schimpansen und Makaken verglichen. Sie fanden heraus, dass menschliche Nasengänge die Luft nicht so gleichmäßig konditionieren und unsere hervorstehenden Nasen nicht viel helfen. Die Forscher haben ihre Arbeit heute in veröffentlicht PLOS Computational Biology.

Wenn Luft eingeatmet wird, strömt sie an der Auskleidung in der Nase vorbei in die Nebenhöhlen, wodurch die Luft erwärmt und befeuchtet wird. Um besser zu verstehen, wie diese Gewebe die Luft konditionieren, wollten die Forscher simulieren, wie sich Luft durch die Nasengänge von Menschen, Schimpansen und Makaken bewegt. Sie machten CT-Scans von vier Schimpansen und sechs Makaken und MRT-Scans von sechs Menschen, um die Dimensionen ihrer Nasengänge von der Nase über die Nasennebenhöhlen bis in die Lunge zu erfassen. Anschließend berechneten sie mithilfe von simulierter Außenluft, die unter verschiedenen Bedingungen (warm und nass, kalt und trocken, heiß und trocken) beginnt, die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Luft, die sich durch die Passagen der verschiedenen Arten bewegte.

Die Forscher fanden einige bekannte Ähnlichkeiten - dass das Luftvolumen und die Geschwindigkeit, mit der es eingeatmet wird, zwischen allen drei Arten ziemlich ähnlich sind. Aber beim Menschen macht die Luft einen etwas größeren Umweg, bevor sie in die Lunge gelangt. Und während die Nasengänge der Schimpansen und Makaken in der Lage waren, die Luft zu erwärmen und zu befeuchten, egal wie sie begann, war dieser Prozess beim Menschen viel weniger effizient - bei jedem Subjekt waren die Endbedingungen immer getrennt um ein paar Grad. Zu kalte oder nicht feuchte Luft kann mit der Zeit die Lunge schädigen. Die Nase selbst, die beim Menschen aus dem Gesicht herausragt, trägt nicht viel zur Konditionierung der Luft bei.

Also, wenn Nasen nicht gut darin sind, Luft konstant zu erwärmen, warum sehen sie dann so aus, wie sie es tun? Die Forscher haben einige Theorien. Die Entwicklung der Nasenformen ist seit langem an unterschiedliche Klimazonen gebunden, und die klimatischen Schwankungen, die zu der Zeit auftraten, als sich der moderne Mensch weiterentwickelte, hätten wahrscheinlich die Variation der Formen beeinflusst. Auch die ausgedehnten Nasengänge des Menschen geben uns eine größere Vielfalt an Geräuschen, wenn Luft durch sie strömt, was den Weg zur menschlichen Sprache geebnet hätte. Diese Forschung beleuchtet auch, wie die Nasen unserer menschlichen Vorfahren ausgesehen haben könnten, als sie von Afrika nach Eurasien gezogen sind.