第一种假说提出，卷发是因为毛囊凸起的一侧（即发卷外侧）生长的毛发细胞更多，而毛囊凹陷一侧的细胞数量相对较少。这样一来，毛囊就会被朝内侧拉扯，导致头发变卷。
而另一种理论认为，是头发丝凸起一侧和凹陷一侧的细胞长度不同导致了卷发的形成。与第一种理论类似，该理论认为头发外侧细胞相对更细长、内侧细胞则更紧实，使得头发变卷。
科学家认为，卷曲的毛发比纯直发更利于哺乳动物保温。事实上，卷直相间的毛发正是对抗掉发的最后一道防线。
哺乳动物被毛的典型结构就像灌木丛生的森林。直毛会根根挺立，“在皮肤表面创造出一片空间”，“更纤细的卷毛则会将这些空间填满，将空气保存在其中。”
不过，研究只解决了美丽奴绵羊长卷毛的原因。至于人类进化出卷发是否也是出于保温的目的，研究起来就困难得多了。由于帽子等技术替代了一部分原本由生物学负责的功能，我们很难确定人类长卷发的确切原因。
不过，我们从哺乳动物身上仍然能了解到很多与人类毛囊特征的起源及生物学原理相关的知识。因为如果往回追溯足够久的话，我们与其它哺乳动物的毛发其实都是从同一个源头进化而来的。哺乳动物的毛发有着悠久的历史，可能比恐龙出现的时间还要早。（据2016年发表在期刊《科学报告》（Scientific Reports）上的一项研究指出，对29块兽孔目动物（远古哺乳动物的近亲）头骨化石的分析显示，这些哺乳动物的前身是长有毛发的。）
为检验上述两种理论，研究人员使用了高精度显微镜技术，将绵羊毛纤维高倍放大，然后测量羊毛弯曲处内外侧的细胞数量与大小。而他们几乎立刻就发现了反驳“细胞数量不同导致毛发卷曲”这一说法的证据，所有羊毛弯曲处外侧的细胞均比内侧要长，这为第二种理论提供了支持，即毛发的卷曲程度是由细胞长度决定的。
然而，情况并不止这么简单。研究仅在显微镜下分析了单根羊毛纤维的横截面，而毛发在这个角度上呈现的形态可能是毛发本身的弧线，也可能是在扭力作用下形成的，这对分析结果造成了一定干扰。
此外，就算这些横截面图完美体现了毛发本身的形态，这也并不意味着另一种理论（即“细胞数量说”）是错的，因为不同动物毛发卷曲的原因也可能有所不同。（叶子）
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