人類為什么會有不同膚色
人類皮膚顏色的不同是非常明顯的,社會學家或人類學家常根據人的膚色不同來界定不同的人種,例如,黃種人、白種人、黑種人等。人為什么會有不同的膚色?膚色對人類繁衍有什么意義?長久以來,人類學家一直在尋找這個答案。
“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。這或許可以解釋人類的祖先都是非洲黑人,而后膚色逐漸變淺。這個突變之后讓人變白的基因,是他在研究斑馬魚時發現的。這種身上有黑白條紋的魚的基因,和人類有87%的相似性,更重要的是,它們的黑白條紋是來自黑色和白色的皮膚,而不是像斑馬那樣黑白的毛色。
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癥,卻發現了斑馬魚的白色變種——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,而且數量也少,人類白化病患者的色素細胞也是如此,所以基思推測,控制人和魚膚色的是同一個基因。于是他開始了拯救“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?基思很慶幸當初沒這么做,因為黑人的基因太強了,斑馬魚承受不起。
他用的是歐洲人的基因,這個基因叫SLC24A5,它控制著斑馬魚和歐洲人體內的黑色素數量。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,歐洲人至少起源于1.5萬年前,并且迅速遷徙,遍布歐亞大陸。”澳大利亞原住民的經歷更曲折,他們同樣起源于非洲的黑人,在遷徙到亞洲的過程中膚色逐漸變淺,但到達澳大利亞后,又變成黑色或深棕色了。
膚色的變化是對不同環境下日照的適應。“黑色素能夠防止皮膚被曬傷或者皮膚癌,但這并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”。這個道理同樣適用于白皮膚。理論很簡單,膚色是人類適應生存環境的結果。

巴西攝影師找來了擁有不同膚色的模特,通過攝影向我們證明人類膚色的多樣性早已超出了白、黑、紅、黃這些傳統的劃分
不同的膚色是怎樣提高生育成功率的呢?人類繁衍的生理機制十分復雜,既要產生精、卵細胞,還要保證胎兒正常發育。這就需要兩種關鍵物質:維生素D和葉酸,兩者都與陽光照射密切相關。在人體內,維生素D要通過紫外線照射引發的光化學反應來合成;葉酸不能在人體內合成,需要從食物中攝取,但在紫外線照射下會迅速分解。
它們對紫外線截然不同的反應,讓人體必須找出能同時滿足不同需要的途徑。為最大限度地保護葉酸不被分解,同時合成足夠的維生素D,每一個人群的膚色都因所處環境的紫外線強度而不同。“這是保證生產出健康后代的獨特方式。”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。”
尼娜在研究膚色的同時,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3.2萬次測量,數據顯示了在不同經緯度、大氣濕度和云層分布的情況下,紫外線輻射的差異。把這些數據與不同人群的膚色聯系起來,這對夫婦繪制出了第一張體現不同地區居民膚色差異的地圖。“只要知道某一地區的紫外線的波長,這張地圖就能準確地告訴我們當地居民的膚色。”
膚色中不但隱藏著地理信息,也記載著人類的歷史,也就是人類陸續征服世界的歷史。
“毫無疑問,人類祖先的外表是黑色的,他們生活在300萬年前,”尼娜指著實驗室里一個南方古猿的頭骨說,“雖然它們的皮膚是淺色的,體表卻覆蓋著一層毛發,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散發熱量、降低體溫的方式,于是體毛逐漸褪去,汗腺更加發達。人類的皮膚便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讓人類的膚色變黑,并在上萬年的時間里代代相傳。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協調工作,但大部分基因目前仍未被發現。
黑色素的作用并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,使它不能穿過皮膚的毛細血管,分解血液里的葉酸。在11.5萬年前,當人類的祖先開始走出非洲,來到高緯度地帶時,那里的陽光十分微弱,黝黑的皮膚不再是一個優勢,而是障礙,體內的維生素D無法合成。人的皮膚有時就像高靈敏度的天線,能夠根據信號的強弱進行微調。在上萬年的時間里,人的膚色不斷根據環境中的紫外線強度進行調整,維持微妙的平衡。
不過,黑皮膚的人要生活在高緯度地區也不一定變白。生活在格陵蘭島的因紐特人就具有黑色的皮膚,盡管在北極圈內陽光微弱,這得益于他們富含維生素D的飲食。
目前,人的活動在很大程度上已經擺脫了環境的限制。衣服、防曬用品能遮擋紫外線,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。
如上文所述,黑色素的數量決定了人們的膚色。隨著種族融合的不斷發展,“中性”膚色將越來越常見。許多基因共同決定了我們體內黑色素的產生過程。當不同膚色的人們繁衍后代時,他們的寶寶將從父母雙方那里繼承一個基因“合集”。這樣一來,新生兒的膚色就有可能是父母雙方膚色的“中間值”。
同時,我們有望看到人類身上由多個基因共同控制的復雜性狀也出現融合,比如皮膚色素沉著和身高等。人種融合可能讓我們見到一些在過去非常罕見的性狀組合出現在同一個人身上,比如黑皮膚的人擁有一雙藍色的眼睛。
在世界上的很多地方,人種和基因正在順利的融合在一起。這種融合帶來了一個顯著的優點:某個人種身上攜帶的有益性狀能夠通過遺傳出現在另一個人種身上。假如說東南亞某地居民身上攜帶有可以抵抗寨卡病毒的基因突變,帶有這種基因突變的人遷徙到了南美洲并安家落戶,那么他身上的突變基因就有可能拯救很多生命,進而遺傳給子孫后代。
人種融合的優點在很多情況下得到體現,其中一個引人注目的例子發生在青藏高原。遺傳學家安娜·迪·里恩佐表示,在青藏高原定居后,來自低海拔地區的漢人與早就生活在那里的當地人(與夏爾巴人有血緣關系)完成了種族融合。
科學家認為,與夏爾巴人有血緣關系的當地人體內早就存在適應環境的變異版EGLN1基因和EPAS1基因。通過跨種族婚姻,新遷入的漢人獲得了這些有益基因并成功適應了當地自然條件。此后,這種基因便在他們的子孫后代中傳遞下去。
如今,隨著全球人口融合的速度不斷加快,某些遺傳疾病將越來越少的出現在人們視野中。
(《新知客》等)