Для чего нужна светлая кожа
Обновлено: 19.04.2024
Чарльз Дарвин родился с очень светлым цветом кожи, в то время как у большинства населения Земли кожа темная или смуглая. Когда ему было чуть больше 20 лет, он отправился в путешествие на корабле «Бигль». Наблюдения, сделанные им в этом легендарном путешествии, в конечном итоге вылились в книгу «Происхождение видов», написанную 150 лет назад.
За годы плавания на «Бигле» он узнал, что цвет кожи — одно из главных различий между людьми. Он знал, что темнокожие люди живут ближе к экватору, а люди с более светлой кожей, как у него самого, ближе к полюсам. Он ничего не написал о своих выводах в «Происхождении видов», но гораздо позже, в 1871 году сказал: «Цвет кожи — самое заметное и очевидное из всех различий между расами. Разница в цвете кожи не обуславливается различиями в климате». Он путешествовал по всему миру и видел, что в разных местах живут люди с разным цветом кожи, однако отверг идею, что характер пигментации кожи человека связан с климатом. Тогда у Дарвина просто не было возможности воспользоваться информацией НАСА.
НАСА управляет множеством спутников, которые собирают разнообразные данные о нашей окружающей среде. Много десятилетий спутники TOMS собирают информацию об уровне радиации на поверхности Земли. Это имеет громадное значение для понимания эволюции пигментации кожи человека. Дарвин в свое время не смог или не захотел осознать принципиальную связь между интенсивностью ультрафиолетового излучения и цветом кожи. А также то, что сам цвет кожи — продукт эволюции. По карте, где отмечена предполагаемая степень пигментации жителей Земли, видно, как плавно меняется цвет кожи от темного у экватора к светлому у полюсов.
Важно, что древние люди эволюционировали в регионе с высоким уровнем ультрафиолетового излучения — в Экваториальной Африке. Наши предки обладали очень темной кожей. Мы унаследовали удивительную особенность — все наши предки 1,5-2 миллиона лет назад были темнокожими.
Когда началась эволюция человека, на районы, близкие к экватору, обрушивались огромные объемы ультрафиолетового излучения. Самый интенсивный ультрафиолет С не проникал сквозь атмосферу, но ультрафиолеты А и В доходили до Земли беспрепятственно. Особенно важен для нас ультрафиолет-В — он обладает большой разрушительной силой. А еще катализирует синтез витамина D в коже человека. Витамин D нужен, чтобы у человека были крепкие кости и здоровая иммунная система. Живя рядом с экватором, человек получал много ультрафиолетового излучения, но меланин служил превосходной естественной защитой от солнца. Он защищал тело от разрушительного влияния ультрафиолета на ДНК и на молекулы соли фолиевой кислоты, которые помогают делению клеток и отвечают за репродуктивные функции организма. В виде меланина у человека выработалась очень надежная защита. Но люди перемещались по миру. Основное движение шло из Африки, из нашей экваториальной родины, в другие части света, а самым последним направлением движения был Новый Свет.
В этих широтах климат был гораздо холоднее, а интенсивность ультрафиолетового излучения — гораздо ниже. Вот что происходит с ультрафиолетовым излучением в Северном полушарии. Мы по-прежнему получаем дозу ультрафиолета А, но весь или почти весь ультрафиолет В рассеивается в атмосфере. Когда вы зимой катаетесь на лыжах в Альпах, на вас воздействует только ультрафиолет А. Важно, что он не способен стимулировать синтез витамина D в коже, поэтому люди, обитавшие в Северном полушарии, большую часть года были лишены способности производить витамин D в своей коже. Это имело огромное значение для эволюции пигментации кожи. Произошло следующее: заботясь о своем здоровье, ветвь человечества, заселившая Северное полушарие, утратила пигментацию кожи.
Люди мигрировали долго. Последние 5 тысяч лет они перемещались быстрее и на большие расстояния. Это самые значительные направления добровольного перемещения человека. За время работорговли, с XVI по XIX век, 12,5 миллиона человек перевезли из районов с высоким уровнем ультрафиолетового излучения в районы с низким. Это имело чудовищные социальные последствия, а также крайне негативно отразилось на здоровье людей.
Мы не осознаем, что живем в окружающей среде, к которой наша кожа плохо приспособлена. Люди со светлой кожей живут в районах высокого ультрафиолетового излучения, люди с темной кожей живут там, где его уровень низок. Это очень влияет на наше здоровье. Людям со светлой кожей нужно помнить, что большое количество солнечного света разрушает фолаты в организме и провоцирует рак кожи. Врачи давно говорят о необходимости защищать кожу, правда, их советы почти не относятся к людям с темным цветом кожи, которые живут на высоких широтах или все время работают в помещении.
Нехватка витамина D из-за отсутствия ультрафиолета В вызывает у человека проблемы с костями, постепенно ослабляет иммунную систему или приводит к потере иммунитета, влияет на настроение и психическое здоровье.
Пигментация кожи — продукт эволюции, до сих пор имеющий для нас значение. Мы знаем о его глубоких социальных последствиях: люди с темной и светлой кожей живут рядом друг с другом. Но часто такое соседство возникало в результате крайне постыдного социального взаимодействия.
Нам помогает эволюция. Через 200 лет после рождения Дарвина в США был избран первый президент со смуглой кожей. Этот человек чрезвычайно важен по целому ряду причин, но как его пигментация соотносится с цветом кожи других людей на Земле? Обама похож на людей со средним уровнем пигментации, которые живут в Южной Африке и Юго-Восточной Азии. У таких людей потрясающая способность загорать — под воздействием солнца вырабатывать больше пигмента в своей коже. Но при этом они подвергнуты риску дефицита витамина D, особенно если занимаются офисной работой, как этот человек.
Пигментация свидетельствует об эволюции по законам естественного отбора. При вопросе о свидетельствах эволюции не нужно думать об ископаемых или искать какие-то экзотические примеры. Достаточно посмотреть на свою кожу. Я думаю, Дарвин оценил бы это по достоинству, даже несмотря на то, что сам он отрицал связь климата и пигментации. Вы результат эволюции!
Антрополог Нина Яблонски разъясняет современный взгляд на простой вопрос: отчего на Земле есть люди со столькими оттенками кожи? Как правило, ученые не любят объяснять расовые признаки эволюцией. Во-первых, расы слишком молоды, и у них было мало времени, а во-вторых — так недалеко и до выводов о том, кто лучше приспособлен к среде обитания. Но в случае с кожей все действительно имеет объяснение — и простое, как у Киплинга («отчего у слонов длинный хобот?»).
В южных широтах, где много солнца, необходима защита от ультрафиолета, который может вызвать рак кожи и генетические заболевания, поэтому кожа должна быть темной. На севере же солнца, а значит и ультрафиолета, так мало, что возникает риск его нехватки для синтеза витамина D, поэтому нужна светлая, почти прозрачная, кожа.
Эту теорию легко подтвердить, если сопоставить снимки Земли со спутников, на которых видно распределение ультрафиолета по планете, и рисунок распределения пигмента среди жителей разных широт — до переселения народов в Новое время. Совпадение весьма впечатляет: где сильнее излучение — кожа темнее!
Поскольку природа приспособила наш меланин для жизни в определенных широтах, великие миграции, которые человек совершил, ставят его перед лицом опасностей. Два важных практических вывода — один очевидный, а второй почему-то редко упоминается. Светлокожим людям в южных широтах опасен рак. Темнокожим на севере — дефицит витамина D и проистекающая из этого депрессия. На фоне такого объяснения кажется особенно смехотворным популярное в прошлые десятилетия рассуждение историка Льва Гумилева — которое, как и многие другие свои построения, он не основывал ни на каких экспериментальных данных. С его точки зрения, темнокожие, темноволосые люди раньше жили на севере — они потемнели, чтобы лучше нагреваться на солнце, не мерзнуть. А светлокожие раньше жили на юге — и были белыми, чтобы отражать свет, не перегреться. Если вы еще не поняли, почему это чушь, — послушайте лекцию.
И берегите кожу, особенно если едете на юг. Об этом еще поговорим при случае, дело нешуточное.
В прошлой колонке мы установили, почему кожа коренного населения Африки (континента, где возник наш вид), имеет более или менее чёрный цвет. Хотя потребности терморегуляции должны были способствовать осветлению кожи африканцев, действие этого фактора было преодолено ещё более мощным вектором отбора — необходимостью уменьшить вероятность возникновения опухолей.
Соматический мутагенез, который может стать причиной злокачественных опухолей, — не единственный неблагоприятный эффект УФ-лучей. Кроме прочего, ультрафиолет разрушает находящуюся в коже фолиевую кислоту — один из витаминов, важный регулятор нашей репродуктивной активности. Длительное пребывание на солнце снижает человеческую фертильность, но повышенное содержание в коже меланина уменьшает этот эффект. Кстати, недостаточность фолиевой кислоты — самый распространённый вид витаминной недостаточности.
И для защиты от опухолей, и для сохранения фолиевой кислоты людям выгодно иметь тёмную кожу, богатую меланином. Европейцы произошли от африканцев — значит, их кожа со временем светлела. Это свидетельствует о наличии какого-то ещё более мощного фактора, определяющего цвет кожи. Этот фактор связан с витамином D, чрезвычайно важным для регуляции обмена кальция и фосфора.
На самом деле регулятор кальциевого обмена образуется в почках. Для этого туда из печени поступает его предшественник, связанный с белком-переносчиком. То, что происходит в коже, — это еще более ранние стадии метаболизма витамина D.
Честно говоря, я не понимаю, почему регулятором содержания ионов кальция (чрезвычайно важного показателя) стало вещество, которое у всех организмов образуется в ходе фотохимической реакции, то есть относительно «ненадёжным» путём. Почему не реализовался какой-то более простой путь? Но, так или иначе, такой способ регуляции кальциевого баланса намного старше и нашего вида, и нашего рода, и даже нашего класса.
Когда наши темнокожие предки начали заселять умеренные широты Евразии, они стали получать меньше ультрафиолета и недобирать витамина D. Ничем хорошим такая нехватка не заканчивается. У взрослых она ведёт к остеомаляции (размягчению костей), у детей — к рахиту.
Вам кажется, что рак кожи страшнее рахита? Не торопитесь с выводами. Рак поражает людей в различном возрасте, но чаще всего — зрелых (накопление соматических мутаций, приводящее к злокачественному росту, может быть довольно длительным процессом). Многие из людей, умирающих от рака, успевают оставить потомство и передать свои гены детям. Рахитом в неподходящих условиях заболевают практически все дети. Из вялых рахитичных детей развиваются вялые взрослые с деформированным скелетом и целым букетом сопутствующих аномалий. Женщины, перенёсшие в детстве эту болезнь в серьёзной форме, при отсутствии адекватной медицинской помощи с большой вероятностью умрут во время первых родов (сейчас им и их детям сохраняют жизнь с помощью кесарева сечения). Видимо, охотники, получавшие с печенью добытых животных значительное количество витамина D, были более устойчивы к рахиту, чем земледельцы, но отбор на устойчивость к рахиту должен был идти и среди них.
Те люди, которые (возможно, в силу своей более светлой кожи) будут страдать от рахита в меньшей степени или вообще смогут его избежать, оставят намного больше потомков. Итак, хотя рак ведёт к быстрой смерти, а рахит — нет, отбор на предотвращение рахита может быть более сильным!
Теперь вы поняли, почему наша кожа белая? Осталось пояснить, почему мы загораем!
Загар — специфичная реакция людей со светлой (но не чрезмерно светлой!) кожей. Негроиды не загорают: синтез меланина в их коже не зависит от ультрафиолетового облучения. Легче всего загорают брюнеты, которые и сами по себе имеют смуглую кожу; сложнее всего загореть и избежать солнечного ожога блондинам с очень светлой кожей. Негроиды имеют кожу с фототипом IV по классификации Томаса Фитцпатрика; неспособных загореть белокожих людей характеризует фототип I; большинство из читателей этой колонки принадлежат к одному из промежуточных типов.
Я временно прерву разговор о цвете кожи, чтобы обратиться к одному из спорных вопросов современной эволюционной биологии. В школе вы учили, что признаки организма делятся на наследственные и ненаследственные. Разнообразие наследственных признаков отражает мутационную изменчивость, которая имеет значение для эволюции; ненаследственные признаки называются «модификациями» и по большей части эволюционно бесперспективны. Такой подход характерен для СТЭ, «синтетической теорией эволюции». В рамках нравящегося мне подхода СТЭ можно рассматривать как II эволюционный синтез, достигнутый около 70 лет назад.
Оптимальной основой для III эволюционного синтеза я считаю ЭТЭ, эпигенетическую теорию эволюции. С точки зрения ЭТЭ признаки делятся не на наследственные (мутационные) и ненаследственные (модификационные), а на устойчивые в своей реализации и неустойчивые.
«Понятия «мутации» и «модификации» на деле совершенно несопоставимы, так как первое относится к сравнению особей, а второе — к сравнению возможностей развития одной и той же особи» (Шишкин, 1987).
Каждый организм обладает своим генотипом, то есть комплексом врождённых задатков. Все признаки организма возникают в ходе онтогенеза, индивидуального развития, в ходе взаимодействия развивающейся системы со средой. Развитие — выбор определённого состояния из множества возможных. Каждый генотип характеризуется определённым полем возможных состояний каждого признака, реализуемых в разных условиях с разной вероятностью. Устойчивые признаки будут закономерно проявляться в различных условиях среды. Неустойчивые будут реализовываться лишь в случае специфического средового воздействия. Любые, даже травматические «модификации» оказываются частью онтогенетических траекторий, доступных для организма с данным генотипом в данной среде.
Описанная мной разница кажется вам несущественной, а сам спор о классификации признаков — схоластическим? Вы недооцениваете, сколько следствий вытекает из этого различия СТЭ и ЭТЭ…
Так вот, при становлении относительно светлой кожи произошло не только изменение некоего количественного признака (содержания меланина в коже). Одна устойчиво реализующаяся норма «расщепилась» на две, переключение между которыми зависит от средовых воздействий. Впрочем, если быть точными, мы видим два крайних варианта с полным спектром переходов между ними. Более того, переход от одного состояния к другому на протяжении жизни может происходить множество раз! Когда мы говорим о загаре, нам кажется, что это солнечные лучи «делают» нашу кожу тёмной (как, например, инфракрасные лучи в духовке создают хрустящую корочку на выпекаемой курице). Нет! Наша кожа сама делается более тёмной или более светлой в зависимости от характера получаемого излучения.
Мало ультрафиолета — более острой опасностью является риск рахита — кожа будет прозрачной для фотохимически активных лучей. Организм получил достаточное количество УФ-облучения — опасность рахита отступила, но вырос риск злокачественных образований — в коже образуется временный меланиновый «щит». По-моему, это красивая адаптация.
Вы помните, в предыдущей колонке я обращал внимание на то, что кожа коренных жителей Африки темнее, чем таковая у коренных жителей Центральной Америки? Не ищите ответа в специфике жизни африканцев и американцев; если она и есть, дело не в ней. Причина в другом — в предыстории (и это вполне типично).
Предысторию цвета кожи надо начинать с того, почему наши предки лишились шёрстной защиты. Два известных мне объяснения этого не альтернативные, а взаимодополняющие, и они уже упоминались в моих колонках. Во-первых, относительно голая кожа с обилием потовых желёз является эффективным механизмом охлаждения. Двуногое положение тела, голая потеющая кожа, использование режущих и колющих орудий и, возможно, способность переносить питьевую воду сделали человека суперохотником. Помните отрывок видео, в котором африканец-бегун догоняет антилопу после восьмичасовой погони под солнцем саванны? Вот ради этого мы потеряли шерсть и передали функцию сохранения тепла подкожному жировому слою. Во-вторых, редкие волоски, покрывающие наше тело, оказались очень удобны для определения положения наружных паразитов. Некоторые из них, как, например, блохи и постельные клопы, угрожают только животным, использующим постоянные логова и жилища; роль таких паразитов в нашей эволюции со временем увеличивалась.
Кожа наших потерявших шерсть предков была светлой. В силу причин, обсуждённых в прошлой колонке, она начала темнеть. Какого именно тона она была на каждом определённом этапе, мы пока уверенно не знаем, хотя можем высказывать об этом обоснованные предположения.
На рисунке ниже я собрал три разных изображения Homo erectus, «питекантропа». Всё это — современные реконструкции, где этот наш предок — вполне обоснованно — похож на нас. Старые ужасные картинки, на которых питекантропы изображались согбенными волосатыми уродцами, я обсуждать не хочу.
На какой из реконструкций цвет кожи показан наиболее правдоподобно? Не на первой. Даже если на ней изображен азиатский, а не африканский эректус, его кожа должна быть намного более тёмной. Как-никак, это уже настоящий представитель рода Человек, за плечами которого — длительная эволюция без плотного шёрстного покрова.
С третьей картинкой я тоже не вполне согласен. Экспрессивный мужчина, показанный на ней, имеет эбеновую кожу, почти столь же тёмную, как кожа самых тёмных современных африканцев. Все-таки со времен Homo erectus прошло много времени, и отбор против рака кожи должен был сделать её значительно темнее.
Итак, выбираем вторую реконструкцию! Она, кстати, кажется мне наиболее правдоподобной и по иным деталям внешнего облика нашего близкого родственника. Вероятно, наши предки были такими. У их потомков, живших в Африке, кожа продолжала темнеть. А потом у тех из них, которые заселили Евразию, она начала светлеть. У большинства (относящегося к фототипам II, III и IV) возникли две значительно отличающиеся друг от друга временные нормы, переключение между которыми зависит от ультрафиолетовой инсоляции. Может, какую-то роль в этом процессе сыграло и скрещивание с неандертальцами, которые имели намного более долгую историю жизни в Евразии и должны были иметь более светлую кожу.
При заселении Азии передовые отряды двигались вдоль побережья Индийского океана. Они довольно быстро заселили острова Юго-Восточной Азии и Океании, а потом — и Австралию. Они сохранили исходный для нашего вида тёмный цвет кожи.
Те переселенцы, которые продвигались к северу, вынуждены были светлеть. Сильнее всего отбор на уменьшение количестве меланина в коже сказался на северянах. Впрочем, народы Крайнего Севера, которые живут рыболовством и часто питаются печенью морских млекопитающих, остались неожиданно темнокожими. Им незачем светлеть, так как их пища содержит много витамина D.
Во время оледенений значительная масса воды оказывалась связана в ледниках. Уровень воды в океанах понизился, и на месте нынешнего Берингова пролива обнажился массив суши — Берингия. Она то покрывалась льдами, то в значительной степени освобождалась от них. По мамонтовым степям (особому, исчезнувшему сегодня биоценозу) Берингии фауна Северо-Восточной Азии, включая людей, проникла в Северную Америку. Перед ними открылся сухопутный массив, тянущийся от Аляски до Патагонии. По мере их расселения в умеренных широтах Северной Америки их кожа продолжала светлеть. У жителей низких широт кожа начала темнеть, но так и не успела стать настолько же тёмной, как у коренных африканцев. У жителей умеренных широт Южной Америки кожа снова начала светлеть…
Обсужденные здесь факторы накладывались на сложные процессы этногенеза, войны и переселения народов. Результатом их стала та мозаика цветов кожи, которую мы и наблюдаем.
А потом образ жизни большинства людей на нашей планете кардинально изменился. В него вошли одежда и солярии, жизнь в помещении и использование кремов от и для загара, онкоцентры и витаминопрофилактика. Векторы отбора, действующего на нас, стали резко изменяться. Закономерный, обусловленный климатом характер изменения цвета кожи у представителей глобального человечества не будет достигнут уже никогда.
Помните, я упоминал концепцию адаптивного компромисса, предложенную Александром Павловичем Расницыным? Цвет кожи — хороший пример такого компромисса. Этот признак не имеет одной причины, он является результатом уравновешивания разнонаправленных эволюционных тенденций. Если при знакомстве с этой и с предыдущей колонкой вам показалось, что цвет кожи регулируется сложнее, чем другие наши характеристики, вы, вероятно, чего-то недопоняли. Мы просто не обсуждали противоречивые комплексы требований, предъявляемых отбором ко всем остальным нашим (и не только нашим) признакам.
Сколько-нибудь пристойный объём колонки исчерпался раньше, чем те общеэкологические выводы, которые мне хочется в ней обсудить. Что же, может, продолжу этот разговор со временем…
Часть населения Земли рождается со светлой кожей. Родина человечества — Африка, цвет кожи наших предков был темным. Долгое время популярной оставалась гипотеза о том, что светлая кожа досталась европейцам от неандертальцев. Анализ ДНК неандертальцев показал, что в их популяции действительно встречались люди с разными цветами волос и кожи. Современные исследования опровергают популярную гипотезу, доказывая, что цвет кожи обитателей Европы начал меняться уже после вымирания неандертальцев. Постепенно оттенок приближался к современному. Сейчас изменение цвета кожи объясняют через физиологические процессы.
Высокий мужчина со светлой кожей, который хорошо усваивает лактозу — типичное описание современного юноши европеоидной расы. В действительности эти европейские юноши уже не те, что были 8 000 лет назад. Почему у европейцев светлая кожа — в новом материале от Genotek.
Делить кожу древнего человека
Если вы находитесь в компании с антропологом, генетиком и эволюционистом, и вам скучно, спросите: “Скрещивались ли предки современных людей и неандертальцы?” Споры на эту тему ведутся уже несколько десятков лет. Если верить исследованиям, у неандертальцев была привлекательная внешность, встречались разные оттенки волос и кожи. С одной стороны, у нас с неандертальцами много общего. Анализ ДНК сегодня показывает, какой процент неандертальского генома есть в вашем собственном. Варианты генов, ассоциированные с развитием заболеваний, таких, как диабет и болезнь Крона, были унаследованы от неандертальцев. Впрочем, общие черты в геноме могли достаться и нам, и им от общего предка. А механизм изменения пигментации отличается от того, который используют современные люди.
Лезть вон из кожи, чтобы переехать
Переселившись в Европу, людям понадобилось менять внешность и диету. Современная гипотеза заключается в том, что распространение этих признаков в популяции было мотивировано потребностью в витамине D. Этот витамин может вырабатываться в коже под воздействием ультрафиолета, а может поступать извне с молочными продуктами. Так, в ходе эволюции было предложено сразу 2 решения для проблемы дефицита витамина. Первое решение: сделать кожу восприимчивой к ультрафиолету. Второе решение: создать фермент для эффективного получения витамина из молочных продуктов.
Вероника Мусатова, консультант медико-генетического центра Genotek: “Витамин D необходим для нормального образования и роста костей. Он регулирует обмен кальция и фосфора. При сбалансированном и полноценном питании и периодическом пребывании на солнце причин для беспокойства нет. В случае появления признаков гиповитаминоза появляются потеря аппетита, бессонница, судороги, развивается остеопороз и остеомаляция — размягчение костей”.
83 древних человека
Если раньше каждый новый геном древнего человека был событием, то теперь ученые работают на полногеномном масштабе с данными нескольких древних людей. Антропологи из Гарварда проанализировали 83 генома древних людей Homo sapiens с археологических стоянок в Европе, датированных от 8 000 лет до н.э. по настоящее время. Основная задача исследования — найти гены, которые по какой-то причине стали доминировать в европейской популяции за последние 10 тысяч лет. Для сравнения использовали геномы современных европейцев из проекта “1 000 геномов”. Прелесть работы с геномом в том, что это последовательность символов — для решения ряда задач достаточно определить генотип в конкретной позиции. Всего проанализировали 390 000 геномных локусов (отдельных позиций в геноме). Среди них только для 30 000 известна связь между генотипом и фенотипом (внешним признаком).
Облик коренного европейца
Гарвардские антропологи разделили результаты на 3 группы в зависимости от характера изменений. “Модные веяния” постоянно менялись вместе с популяцией; “случайные изменения” происходили вне зависимости от внешних причин, и “фундаментальные метаморфозы” существенно преобразили популяцию под влиянием естественного отбора. Гены, относящиеся к последней группе, интересовали ученых больше всего. Они связаны с пигментацией кожи и особенностями питания. В далеком прошлом европейцы были темнокожими людьми, не употреблявшими молока. Работа лактазы в теле человека началась уже после одомашнивания скота и после миграции степных племен черноморских скотоводов, то есть около 4 300 лет назад. Изменение диеты вызвало спрос на развитие специфических физиологических признаков.
Приспособление к молоку
Работа генов, которые поменялись с приходом человека в Европу, была связана с метаболизмом. Самое сильное давление отбора наблюдалось в локусе, который связан с жизнеспособностью лактазы у европейцев. Замена всего одного нуклеотида влияет на то, как будет синтезироваться этот фермент, а, значит, на способность усваивать молочный сахар — лактозу. Также с метаболизмом были связаны 2 гена: FADS1 и NADSYN1. Ген FADS1 вовлечен в метаболизм жирных кислот, а ген NADSYN1 связан с уровнем витамина D.
Изменить цвет кожи
В новой популяции европейцев распространились 2 гена, влияющих на пигментацию кожи, SLC24A5 и SLC45A2. Кожа — это сложный мультифункциональный орган человеческого тела. На клеточном уровне пигментация кожи зависит от работы меланоцитов — клеток, вырабатывающих меланин. Ген SLC45A2 помогает в создании меланина, а ген SLC24A5 регулирует концентрацию кальция в меланоцитах. Любопытно, что ингибиторы (вещества, угнетающие работу гена) последнего доступны в качестве коммерческих наборов для инъекций, осветляющих кожу. Мутации в SLC24A5 и SLC45A2 независимо появились на территории Европы примерно в одно и то же время. То есть, в то время, как существовали две независимых светлокожих популяции — охотников-собирателей из Швеции и средневосточных земледельцев, основное население Европы от них отличалось. Ещё 8 500 лет назад у охотников-собирателей из Люксембурга, Испании и Венгрии была темная кожа.
Александр Ракитько, автор-разработчик ДНК-теста “Генеалогия” (Genotek), исследующего генетическое происхождение человека: “Мы провели анализ нашей базы данных и выяснили, что для российской популяции помимо варианта гена SLC24A5, который отвечает за светлую кожу, встречаются и другие. В то же время, если верить базе данных проекта “1 000 Геномов”, в центральноевропейской популяции вообще не встречается других вариантов. Фактически, это подтверждает, что популяция россиян отличается от популяции европейцев, и сравнение генома человека из России с геномом из всемирной базы данных может показывать существенные различия”.
Логистика цвета глаз
Ещё одна мутация, которая закрепилась, связана с генами HERC2/OCA2. Работа этих генов ассоциирована с доставкой темного пигмента в радужную оболочку. Ген HERC2 в данном случае — это телефонный звонок, а ген OCA2 — грузовик, который доставляет пигмент. Если что-то не так на линии или с транспортом, то пигмент не доставляется, и глаза остаются светлыми. “По умолчанию” глаза имеют темный цвет, светлые оттенки связаны с тем, что пигмент отсутствует или не доходит до места назначения.
Адам, Ева и я
С концептуальной точки зрения, это исследование переводит нас на новый уровень получения информации о прошлом. Можно сравнить данные древних людей и современных и найти не только специфические черты популяций прошлого, но и общие механизмы эволюции и адаптации в человеческой истории. Результатом генотипирования является информация о генотипе в локусе. В исследовании эволюции основной интерес прикован к изменению генотипов с течением времени.
Восстановить цвет кожи по ДНК
Современные технологии анализа ДНК дополняют образ древних людей теми чертами, которые невозможно прочитать из останков скелета. Воссоздавать контур лица с черепа умели и раньше, теперь глаза, волосы и кожа обрели цвет. Помимо этого раскрываются личные сведения вроде особенностей метаболизма, например, непереносимости лактозы, предрасположенности к ожирению и устойчивости к заболеваниям. Чтобы строить такие модели, исследователи работают с геномом. Рост, вес, хронические патологии – комплексные признаки, которые можно узнать о человеке из ДНК. Динамику изменения генома во времени можно проследить, сравнив данные древних и современных людей. Анализируя изменения, эволюционисты и антропологи оценивают вклад естественного отбора и изменение популяции за конкретный промежуток времени.
Tabula rasa
Эти исследования показывают, что внешние особенности — средство для выживания. Сейчас человек в меньшей степени зависит от окружающей среды, и его фенотипические признаки — его собственная история. А пигментация кожи — это не инструмент, не символ превосходства, не особое право и не специальные полномочия. Пигментация кожи — это просто фенотипический признак, который менялся в ходе эволюции в связи с приспособлением к определенным условиям среды.
Несколько миллионов лет назад цвет кожи наших предков не был очевиден. Все потому, что ранние гоминиды почти наверняка были покрыты темным мехом; под ним, вероятно, была бледная кожа. Эти предположения исходят из того факта, что у наших эволюционных кузенов – шимпанзе и горилл – под темным мехом светлая кожа. В ходе эволюции наши предки потеряли шерсть, а кожа приобрела пигмент. Хотя точное время и причины этого явления обсуждаются, многие исследователи сходятся во мнении, что, когда люди теряли шерсть, она помогала им сохранять хладнокровие: ведь предки человека охотились (на двух ногах) под лучами палящего Солнца в Экваториальной Африке. Компромиссом, однако, стала голая кожа, подверженная интенсивным, круглогодичным ультрафиолетовым лучам. По мнению ученых, цвет кожи человека отражает эволюционное равновесие, происходившее десятки тысяч лет назад. Существует убедительное объяснение того, почему тон кожи человека меняется в виде глобального градиента, причем самые темные популяции находятся вокруг экватора, а самые светлые – вблизи полюсов.
Цвет кожи зависит от целого ряда факторов
Солнечный свет и цвет кожи
Примерно 1-2 миллиона лет назад более темная кожа, вероятно, лучше защищала запасы фолата (соединение фолиевой кислоты) в организме. Это питательное вещество играет определенную роль в деятельности ДНК, но его основное влияние на эволюционную приспособленность — способность человека выживать и размножаться — заключается в развитии плода. Когда беременным женщинам не хватает фолиевой кислоты, это может привести к дефектам нервной трубки (врожденная патология при нехватке фолата). Большинство дефектов нервной трубки являются изнурительными или смертельными.
Проведенные ранее эксперименты показали, что солнечный свет расщепляет фолат, как изолированную молекулу, в плазме крови и биопсии кожи. Считается, что темная кожа препятствует расщеплению, так как в ней содержится большее количество меланина – темно-коричневого пигмента, который поглощает ультрафиолетовые лучи и химически обезвреживает их вредные побочные продукты.
Цвет кожи человека отражает эволюционное равновесие, происходившее десятки тысяч лет назад. Существует убедительное объяснение того, почему тон кожи человека меняется в виде глобального градиента, причем самые темные популяции находятся вокруг экватора, а самые светлые – вблизи полюсов.
Карта цвета кожи. Цвет кожи человека, встречающийся у коренных народов, меняется в зависимости от широты.
Говоря простыми словами, темный цвет лица выгоден в более солнечных регионах, точно так же, как и светлая кожа, в более холодных и менее освещенных регионах. Цветовой градиент человечества, вероятно, имеет мало общего с солнечными ожогами или даже раком кожи. Вместо этого цвет лица был сформирован противоречивыми требованиями двух основных витаминов: фолата и витамина D. Фолат разрушается ультрафиолетовым (УФ) излучением Солнца, в то время как кожа начинает вырабатывать витамин D после воздействия тех же самых лучей.
Чтобы удовлетворить все необходимые потребности, людям нужна счастливая средняя доза солнечного света. В то время как интенсивность ультрафиолетовых лучей диктуется географией, количество фактически проникающих в вашу кожу УФ-лучей зависит от степени пигментации или цвета кожи.
Это основное объяснение, предложенное в 2000 году и дополненное с тех пор антропологом Ниной Яблонски и географом Джорджем Чаплиным. Но для полной истории цвета кожи мы должны вернуться к более волосатым дням человеческой истории.
Покидая тропики
Наши предки покидали экваториальную Африке в разное время. Люди отправлялись и на север, и на юг, в более высокие широты с меньшим количеством солнечного света. Именно тогда витамин D стал проблемой. Как и фолиевая кислота, этот витамин важен для эволюционного развития. Он способствует усвоению кальция, необходимого для здоровья костей и иммунитета. Витамин D может вырабатываться в коже, но только тогда, когда этот процесс инициируется определенными длинами волн ультрафиолетовых лучей.
Еще больше увлекательных статей об эволюции Homo Sapiens и других видов, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.
Вдали от тропиков большую часть года не хватает ультрафиолетового излучения нужной длины волны для клеток кожи, чтобы сформировать витамин D. Это показали результаты исследования 1980-х годов. Выходит, чтобы получать достаточное количество витамина D круглый год в высокоширотных местах, люди должны полагаться на запасы тела, накопленные в течение летних месяцев, или же получать питательные вещества через продукты, например жирную рыбу. Но чем темнее ваша кожа, тем труднее поддерживать достаточный уровень витамина D. В исследованиях, сравнивающих темнокожих и светлокожих жителей северных городов, более бледные люди имели более высокий уровень витамина D в течение всего года. Дело в том, что их менее пигментированная кожа пропускала больше лучей.
От светлых до темных различных
Различные цвета кожи эволюционировали в разное время в разных популяциях. Это происходило по мере распространения людей по всему земному шару. В дополнение к этим генетическим биологическим изменениям, у разных групп людей развились культурные адаптации: например, мы можем потреблять пищу, богатую фолиевой кислотой и витамином D. А еще мы умеем строить укрытия, носить одежду и пользоваться солнцезащитным кремом, чтобы блокировать ультрафиолетовые лучи и не обгореть на солнце.
Как пишет издание Discover, цвет кожи – это один из самых очевидных и (в буквальном смысле) поверхностных способов отличия одного человека от другого. Но эволюционная история, лежащая в основе этой вариации, является общей: на протяжении человеческой эволюции цвет кожи эволюционировал от светлого к темному, к непрерывному градиенту, опосредованному географией, генами и культурными практиками.
Человек
Мы говорим, что люди могут быть черными или белыми, но этими двумя цветами отнюдь не исчерпывается все богатство цветовых оттенков человеческой кожи. Цвет кожи человека в основном зависит от того, где, в каком месте планеты жили его предки.
У ученых есть экспериментально подтвержденные теории о том, как у людей появились различные оттенки в цвете кожи (но пока это только теории).
От чего зависит цвет кожи?
Цвет кожи зависит от вещества, называемого меланин. Чем больше меланина в нашей коже, тем она смуглее. Когда белокожий человек проводит много времени на солнце, то в его коже образуется много меланина, другими словами, он загорает. Альбиносы, у которых в организме отсутствует меланин, имеют розоватую кожу и красноватые глаза. Такой цвет обусловлен просвечиванием кровеносных сосудов сквозь кожу и бесцветные ткани глаза. У альбиносов совершенно белые волосы.
Для чего нужен меланин?
Меланоцит и меланин
Отложение меланина в коже — это ее защитная реакция на ультрафиолетовое излучение солнца, которое может вызвать рак кожи. Как светозащитный экран меланин поглощает ультрафиолетовые лучи и помогает предохранить кожу от повреждения. Чем больше в коже меланина, тем она темнее и тем лучше защищена от ультрафиолетового излучения. Зная о большом значении присутствия в коже меланина, ученые развили идею о том, как появились различия в количестве отложенного в коже меланина у разных человеческих рас и как развивались эти отличия на протяжении миллионов лет.
Как у людей появились различные оттенки в цвете кожи?
Наши далекие предки были покрыты тонким слоем шерсти, который защищал их кожу от интенсивного ультрафиолетового излучения жаркого африканского солнца. Прошли сотни тысяч лет. По мере развития человечества у людей стали рождаться детеныши, лишенные шерсти на теле. Почему? Этого ни кто не знает. Но постепенно светлая пятнистая кожа наших предков оказалась совершенно незащищенной от палящих лучей солнца.
Так как темная кожа лучше защищает от солнца, преимущество в смысле выживания получали те особи, которые рождались более темными, чем их собратья. Поскольку темный цвет кожи передавался по наследству и имел преимущества естественного отбора, то по прошествии времени цвет кожи жителей Африки стал темным. Люди распространились по всей Земле. Те, которые попали на холодный север, нашли там отнюдь не африканский климат. В Европе, например, солнечный свет намного слабее, особенно зимой. Такой климат также имеет свои недостатки.
Слишком много ультрафиолетовых лучей вредно, но слишком мало — еще хуже. Ультрафиолетовые лучи жизненно необходимы для нас: под действием этого излучения в коже вырабатывается витамин Д, без которого в организме невозможно образование крепких, прочных костей.
Интересно: самые первые люди, возможно, имели светлую пятнистую кожу, подобную коже шимпанзе под ее шерстью.
Более тусклый свет европейского солнца содержит намного меньше ультрафиолетовых лучей, чем солнечный свет в Африке. Первые проблемы возникли, вероятно, у темнокожих пришельцев, кожа которых блокировала то немногое количество ультрафиолетового излучения, которое оставалось в лучах северного солнца. У некоторых детей развился рахит, при котором кости становились мягкими и непрочными, они легко искривлялись и ломались.
Поэтому в Европе дети, родившиеся с более светлым оттенком кожи, получали преимущество в смысле выживания. И опять – таки с течением времени люди с белой кожей стали более многочисленны, чем темнокожие. При слабом зимнем свете бледная кожа остается проницаемой для ультрафиолетовых лучей, ребенок получает достаточное их количество, в коже у него образуется витамин Д, и он не заболевает рахитом. А вот при ярком свете летом бледная кожа покрывается загаром и пропускает ультрафиолетовые лучи в меньшей степени.
Цвет кожи и климат
По мере освоения человеком пространств нашей планеты, цвет кожи приспосабливался к тем климатическим условиям, в которых люди оказывались. Самая светлая кожа у людей, которые живут под бледным небом Скандинавии. В более солнечном климате цвет кожи может колебаться от золотистого до светло – коричневого. Самая темная кожа у жителей Африки и австралийских аборигенов. В последнее время, поскольку люди стали более свободно передвигаться по свету и вступать в смешанные браки, четкое деление на расы нарушилось, и теперь в любом климате проживают люди с разным цветом кожи.
Почему у людей кожа разного цвета – интересное видео
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Читайте также: