皮肤白有什么好处?

在灵长类动物中,只有人类的皮肤大多是裸露的,呈现出不同的颜色。很长一段时间以来,

嘉禾

经济学家认识到,每个土著群体的肤色并不是随机分布的。肤色较深的族群大多分布在赤道附近,而肤色较浅的族群则靠近极地。多年来,人们普遍认为,肤色是通过进化加深的,以防止

然而,一系列的发现让我们建立了一个新的框架来理解肤色进化的原因。

人类从有毛到无毛。

皮肤色素的进化与人类无毛有关,了解两者的关系要追溯到人类历史。至少700万年前,我们的祖先和他们最近的亲戚

,演变成

这个独立的物种。因为

它们的进化速度比人类慢,所以能提供很多关于距离的信息。

关于

情况的线索。

他的肤色很浅,身体的大部分被毛发覆盖。他年轻的时候,脸和手脚都是淡红色的。随着年龄的增长,这些部位由于暴露在阳光下而变得更黑或有斑点。几乎可以肯定,最早的人类是浅色皮肤,浑身是毛。推测是先有毛发脱落,再有肤色变化。但这就提出了一个问题:人类是从什么时候开始脱毛的?

原始的

(比如320万年前著名的露西。

)为理解我们祖先的身体结构和生活方式提供了很好的线索。300多万年前的露西等原始人的日常活动与今天非洲大草原上的灵长类动物相似。每天,在回到树上安全的地方睡觉之前,它们花大部分时间在方圆五六公里范围内寻找食物。

然而,大约在654.38+0.6万年前,有证据表明这种生活方式开始发生显著变化。著名的“图尔卡纳男孩”

(属于ergaster

),是腿长,大步走的两足动物,有可能走很远的距离。这些比较活跃的原始人面临着如何降温以保持头部不过热的问题。英国利物浦

威尔士大学的惠勒说,这个问题可以通过增加汗腺和减少。

来解决它,一旦大部分被移除,

另一个挑战是保护皮肤免受阳光,尤其是紫外线的伤害。

皮肤阴影效应的形成

黑猩猩无毛部分的皮肤含有

黑色素可以合成吸收紫外线。当人类移除大部分的时候,

在未来,皮肤产生黑色素的功能非常重要。黑色素是天然的防晒屏障,是一种有机大分子,可以从物理和化学上阻止紫外线。

伤害的双重功能可以吸收紫外线,使其失去能量,中和紫外线照射皮肤后产生的有害化学物质。

嘉禾

一般认为,热带地区人们皮肤中黑色素含量高是为了防止

。比如:美国加州大学

E.校园里的克里夫说,

受损着色

患者,日晒后

这两种疾病的患病率明显上升,而且这两种疾病通常并不难治疗。

这是一种更致命的疾病,但发病率仅占

4%,且主要危害浅肤色人群。所有皮肤癌的发病都相对较晚,大多数患者发病在第一次分娩后。所以肤色进化只是为了保护皮肤的解释并不能完全解释人类肤色加深的原因。所以我们开始问问题:

黑色素在这个过程中有什么作用?

人体内的叶酸

在1991,这篇文章的作者之一Joblonski偶然看到了一篇发表在1978的文章,作者是Richanl F.Branda和John Wheaton,他们现在在。

和路易斯维尔大学。这些研究人员发现,暴露在强烈阳光下的浅肤色人的血液基本上

叶酸的含量异常低。他们还观察到,当人的血清放在类似的环境中,叶酸会在1小时内流失50%。

我们知道,西澳大利亚大学的同事们正在从事对主要出生缺陷类型的研究。然后,我们的上述发现对于人类生殖(以及进化)的意义将会很明显。在20世纪80年代后期,Fiana J.Stanley和Carol Bower已经证实,孕妇叶酸缺乏会增加婴儿神经缺陷的风险,例如

椎弓不能完全包裹脊髓。世界各地的许多研究小组都证实了这两者之间的相关性,因此人们尽力补充含有叶酸的食物,并广泛教育妇女这种营养素的重要性。

之后不久,我们发现叶酸不仅会导致神经管缺陷,而且在许多其他方面也很重要。因为叶酸是一种细胞。

叶酸是合成DNA所必需的。化学诱导叶酸缺乏的雄性小鼠,精子生成减少,没有生殖能力。虽然没有做过类似的事情。

然而,荷兰奈梅亨医学中心的学者最近报告说,叶酸治疗可以增加有生育问题的男性的精子数量。

在这些发现的指导下,我们提出了皮肤变黑的进化是为了防止体内储存的叶酸被破坏的假说。我们的想法得到了阿根廷。

Pablo Lapunzina在1996发表的一篇文章的支持。他发现,三名年轻健康的女性在怀孕早期被阳光晒黑后,生下了患有神经管缺陷的婴儿。照射后叶酸被破坏的证据有力地支持了紫外线辐射对DNA有害(导致皮肤癌)的已知说法。

人类皮肤的进化

从12万年前到10万年前,非洲的人类发生了进化,皮肤加深以适应赤道附近强烈的阳光和热量。摩登时代

走出赤道地区寻找各种发展机会,遇到的是年紫外线辐射明显减少的环境。在这种情况下,他们皮肤中的高浓度天然防晒剂可能是不利的。因为黑皮肤黑色素太多,穿透皮肤的紫外线,尤其是波长较短的紫外线。

紫外线(UVB)很少。虽然UVB的作用是有害的,但它承担着不可或缺的任务——促进皮肤中维生素D的生成。赤道地区的黑人常年接受充足的光线,所以有足够的UVB进入皮肤产生维生素d,赤道以外就不一样了。经过长时间的演变,解决问题的办法是为迁移到北方地区的居民减皮。

关于黑色素与维生素D合成的关系,在

已经详细阐述了学者们已经证实了维生素D对人类成功繁衍的重要性。维生素D可以促进小肠吸收钙,从而保证骨骼的正常发育,维持免疫系统的健康。在过去的20年里,Micheal Holick在Postan大学医学院的研究进一步证实了维生素D对发育和免疫的意义。他的研究小组还证实,并不是所有的阳光环境都能有足够的UVB刺激维生素D的合成。比如北纬42度附近的波斯坦,冬天没有足够的UVB,3月中旬以后皮肤才能合成维生素D。我们认为这是人类肤色进化的又一有力证据。

90年代初,我们试图寻找地球表面实际紫外线辐射水平的来源,但没有结果。1996,我们得到了。

博尔德校园

在合作研究所的伊丽莎白·韦瑟黑德的帮助下。她提供了一个由美国国家航空航天局全球定位扫描卫星拍摄的地表紫外线辐射测量数据库。随后,我们制作了地表紫外线辐射的分布模型,以及合成人体必需的维生素D所需的UVB量的卫星数据。

我们发现,根据维生素D的合成,地球表面可分为三个区域:热带区、亚热带区和温带区,以及北纬45度以南的环极区。第一个区域一年四季都有足够的UVB,人有足够的机会合成维生素d,第二个区域每年至少有一个月的UVB不足,最后一个区域一年四季都达不到要求。这种分布可以解释为什么赤道地区的当地人肤色较深,而亚热带和温带地区的人肤色较浅,可以晒黑,而极地周围的人肤色较浅,容易晒黑。

在研究中,一个有趣的问题是,实际的肤色分布并不严格遵循上述模型。

和加拿大北部

我们的肤色比我们根据紫外线水平预测的要黑。这可能有两个原因:第一,他们到达那里的时间相对较短,大约在5000年前移居北美;另一个原因是他们习惯于吃富含维生素D的食物,尤其是鱼和

。这些食物弥补了他们的肤色

维生素D不能完全合成的问题使其颜色变深。

我们对合成维生素D的分析也让我们明白了关于肤色的另一个特征:通常女性的肤色比男性略浅(数据显示女性的肤色比男性浅3~4%)。科学家经典

原因大多归结于性选择——大多数男性更喜欢肤色较浅的女性。我们认为,虽然这可能是部分原因,但绝不是根本原因。在女人的一生中,尤其是在

和哺乳期,比男性需要更多的钙,而这些钙大部分必须从食物中获取。因此,我们建议女性比男性更浅的肤色有利于更多的UVB穿过皮肤,从而提高产生维生素d的能力,在世界上光照强烈的地区,女性确实经历过。

严峻的考验是最大程度的保护皮肤,保证维生素d的合成。

文化和生物学的双重作用

大约6.5438亿+年前,当人们迁移到世界不同地区时,他们的肤色适应了不同的环境条件。土生土长的当地人

肤色适应环境的历史最长,因为从

从技术上讲,现代人就是从那里开始进化的。人类从一个大陆迁移到另一个大陆,先是亚洲,然后是澳大利亚,最后是美洲,他们的肤色都有一定程度的改变。但是,很重要的一点是,那个时候,人类已经可以用衣服和住所来保护自己了。在一些地方,他们已经能够获得富含维生素D的食物(比如因纽特人),这两个因素极大地影响了人类肤色进化的速度和程度。

非洲是一个环境复杂的大陆,最早的移民离开赤道,迁移到南非。这些

托伊桑人(原名霍屯督人)的后裔在南非仍然可以找到,他们的肤色比赤道附近的非洲更好。

明显浅了。这是对非洲南端相对较低的日照水平的一个显著的适应性变化。

有趣的是,在南非,人们的肤色并不统一。如今南非班图语系比克瓦桑语系的肤色明显更黑。从南非的历史我们知道班图族在南非居住的时间很短,只是在过去的1000年才从靠近赤道的地方迁移过来。

搬到这里。夸桑族和班图族,如

人的肤色差异说明一个地区的定居时间长短对肤色的演变非常重要。

在现代人类历史上,文化习惯也可能对肤色的演变产生重要影响。从

东西两岸

这种效果可以从。

约旦河西岸人说所谓的尼哈语。

尼罗-哈米特人认为他们已经在这里定居了6000年。这些居民皮肤黝黑,身材修长,四肢发达,对散热和强烈的紫外线辐射有极好的生物适应性。相比之下,

东海岸

农牧民族在那里定居不过2000年。这些来自欧洲的早期阿拉伯移民穿着保护良好的衣服,并设计了轻便的遮阳篷来遮阳。通过这种独特的文化习俗,他们也适应了与彼岸相似的环境。没有这样的衣服,他们的皮肤也应该开始变黑。一般来说,越是现代化的移民,越是通过文化上的改变而不是生物上的改变来适应搬迁地的环境。

移民带来的风险

虽然人类的整体健康状况在上个世纪有了很大的改善,但是在一些民族中,出现了一些以前罕见的疾病,或者说一些疾病

其中之一就是皮肤癌。在浅色皮肤的族群中,

最常见的。还有就是黑种人缺乏维生素D导致的佝偻病。为什么会这样?

人们从一种阳光照射模式下的区域移动到另一种模式下的区域。

它的生物和文化适应能力不会马上跟上步伐。在美国

或者澳洲北部,来自北欧的浅色人种在不断变强。

付出代价—

和皮肤癌,更不用说叶酸流失对人类生命的未知代价了。相反,一些南亚和非洲的黑暗势力已经到来。

在英国、北欧或美国东北部,由于缺乏阳光和维生素D,佝偻病和其他与维生素D缺乏有关的疾病的发病率很高。

肤色通过长期进化适应各种迁徙环境的能力,体现了肤色对人类生存的重要性。但是肤色的这种不稳定性也使它成为决定人与人之间进化关系的最没有价值的属性之一。早期西方科学家用肤色来错误地描述人类种族,但科学的美妙之处在于它能纠正自己的错误。我们目前关于皮肤进化的知识表明,就像人类的大多数生理属性一样,肤色的差异也可以用人类的适应来解释。

去适应环境的结果。我们期待有一天,人类会抹去古代科学中的错误痕迹,取而代之。

随着对进化理解的加深,我们不同的肤色会被郑重地视为我们这个物种进化的证明。

参考数据