為什麼我們會有不同膚色呢?
2020-11-24 網易新聞
膚色的秘密
文/周林文
人為什麼會有不同的膚色？ 膚色對人類生育後代有什麼意義？膚色中蘊含著人類漫長的進化史。
巴西球員是黑人嗎？在看球賽時經常會有人發出這樣的疑問，和來自非洲的那些球員相比，他們顯然沒有那麼黑，不過身體素質卻一樣出色。但深膚色的人種也不一定都具備高人一等的運動天賦，印度人就膚色黝黑。
科學家家認為膚色的不同並不是區分人種標準，儘管有時候這是人種間最明顯的差異。
由黑變白，再變黑
「只要遺傳信息的一個編碼發生變異，就可以讓人由黑變白。」美國賓夕法尼亞州立大學的「膚色科學家」基思?程說。這或許可以解釋為什麼人類的祖先都是非洲的黑人，而後膚色逐漸變淺。
這個突變之後讓人變白的基因是他在研究斑馬魚的時候發現的。這種身上有黑白條紋的小魚的基因和人類的有87%的相似性，更重要的是它們黑白的條紋是來自黑色和白色的皮膚，不像斑馬那樣是黑白的毛色。
發現膚色基因對基思來說純屬意外。他一直在用斑馬魚來研究癌症，卻發現了斑馬魚的白化變種——它們沒有條紋，也就是說它們身上的膚色基因不能正常工作。這種斑馬魚的色素細胞比正常的斑馬魚小，而且數量少，人類的白化病患者的色素細胞也是這樣的，所以基思推測這和人身上控制膚色的是同一個基因。於是他就開始了「拯救白化斑馬魚」計劃——讓它們帶上人類的膚色基因。要讓白化的斑馬魚長出黑色的條紋來，似乎該用黑人的基因？基思很慶幸自己當初沒有這麼做，黑人的膚色基因功能太強了，這些斑馬魚可承受不起。
他用的是歐洲人的基因，並且成功了。這個基因叫SLC24A5，它控制著斑馬魚和歐洲人體內黑色素的數量，而基思推測黃種人也具有自己獨特的膚色基因。「從我們的數據可以估計歐洲人至少起源於1萬5千年前，並且迅速地遷徙，遍布歐亞大陸。」而澳大利亞的原住民的經歷卻更加曲折，他們同樣起源於非洲的黑人，在遷徙到亞洲的過程中膚色逐漸變淺，但到達澳大利亞之後，又變成黑色或者深棕色了。
黑色素保護了什麼？
膚色的變化是對不同環境下日照特點的適應。「黑色素能夠防止皮膚被曬傷或者皮膚癌，但這並不是讓所有撒哈拉南部的非洲人都具有黑皮膚的全部原因，」基思的同事尼娜?雅布隆斯基說，「黝黑的膚色代代相傳，說明這個膚色特點在那種環境下能夠增加人的生育成功率。」
這個道理也同樣適用於白皮膚。其實尼娜自己就是個很好的例子。她高高的個子，皮膚白皙，一頭淺色的捲髮還有一雙綠色的眼睛，這來自於她義大利母親和波蘭裔的父親。尼娜的母親是義大利西西里人，有著當地人特有古銅色皮膚，但在尼娜身上已經看不到了——因為她另一半的波蘭血統。這背後的理論很簡單，膚色是人類適應生存環境的結果，與人種無關。
那麼究竟不同的膚色是怎樣提高人們的生育成功率的呢？人類生產後代的生理機制十分複雜，既要產生精、卵細胞，還要保證胎兒正常發育。這就需要兩種關鍵的維生素：維生素D和葉酸。這兩種維生素都與陽光的照射密切相關。在人體內，維生素D需要通過紫外線照射引發的光化學反應來合成；葉酸不能在人體合成，需要從食物中攝取，但在紫外線照射下會迅速分解。兩種維生素對紫外線截然不同的反應，讓人體必須找出一種能同時滿足不同的需要的途徑。為了最大限度地保護葉酸不被分解，同時合成足夠多的維生素D，每一個人群的膚色都根據所處環境的紫外線強度而有所不同，甚至地區間紫外線強度的細微差異都能讓這些地區原住民的膚色有所不同。「這是保證生產出健康後代的獨特方式。」尼娜說，「人體需要葉酸才能合成DNA；葉酸缺乏將導致不能正常產生精子，或者讓胎兒發育畸形，比如無腦畸形或脊髓開裂。」有15%的新生兒死亡案例是由葉酸缺乏導致的畸形造成的，而如果在孕婦的飲食中添加富含葉酸食物，會讓產生畸形兒的風險降低70%。
尼娜在研究膚色的同時，她的丈夫，地理學家喬治?查普林在11年間對地球受到的紫外線輻射進行了3萬2千次測量，數據顯示了在不同經度、緯度、大氣溼度和雲層分布的情況下，紫外線輻射的差異。把這些數據與不同人群的膚色聯繫起來，這對科學家夫婦繪製出了第一張體現不同地理位置居民的膚色差異的地圖。「我們觀察到一個重要的因素。只要知道某一地區的紫外線的波長，這張地圖能夠準確地告訴我們當地居民的膚色。」
膚色中的歷史
膚色中不但隱藏著地理信息，也記載著人類的歷史，那是人類徵服世界的歷史。
「毫無疑問，人類祖先的外表是黑色的，看，他們生活在300萬年前，」尼娜指著實驗室裡一個南方古猿的頭骨說，「雖然他們的皮膚是淺色的，體表卻覆蓋著一層毛髮，就像現在的黑猩猩一樣。」但隨著腦容量的不斷增大，以及捕獵方式的多樣化，生活在熱帶的人類祖先需要一種能有效地散發熱量、降低體溫的方式：體毛逐漸退去，汗腺更加發達。於是人類的皮膚便裸露出來了，暴露在強烈的陽光下，讓體內的葉酸分解。這樣巨大的生存壓力作為一種自然選擇的力量，讓人類的膚色變黑，並在上萬年的時間裡代代相傳。黑皮膚的出現是人類進化史上最重要的一步。要合成黑色素需要人體內上百個基因的協調工作，其中大部分基因目前仍未被發現。
黑色素的作用不是像篩子一樣把光線過濾，而是擋住某一特定波長的紫外線，使它不能穿透進皮膚下面的毛細血管，分解血液裡的葉酸。在11萬5千年前，當人類的祖先開始走出非洲，來到高緯度地帶時，那裡的陽光十分微弱，所以黝黑的膚色不再是一個優勢了，而成為一個生存的障礙，讓維生素D無法合成。但人的皮膚有時就像一條高度靈敏的天線，能夠根據信號的強弱進行微調。在上萬年的時間裡，人的皮膚不斷地根據環境中的紫外線強度進行調整，維持著一個微妙的平衡。
不過黑皮膚的人要生活在高緯度地區也不一定要變白。生活在格陵蘭島的因紐特人就具有黑色的皮膚，儘管在北極圈內陽光微弱。這得益於富含維生素D的飲食。但今天的因紐特人也主要是從超市裡購買他們的食品，於是在青少年中卻出現了不少佝僂病的病例，這種疾病在因紐特人當中已經消失了很久了。佝僂病是由於缺乏維生素D引起的，導致鈣無法被骨骼吸收。在努勒維特地區的2萬5千居民中，僅1999年就有31例病例。為了消除這種疾病，政府要求當地的青少年每天必須有15分鐘戶外活動的時間。
人類的活動已經很大程度上擺脫了環境的限制。衣服、防曬用品給人遮擋紫外線，各種交通工具讓長途旅行更加方便，而全球化帶來的各民族間的基因交流也讓環境不再是膚色的決定因素，那麼下一步是什麼？人們要隨心所欲的改變膚色嗎？
本文選自新知客
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