膚色的秘密

由黑變白，再變黑

“只要遺傳信息的一個(gè)編碼發(fā)生變異，就可以讓人由黑變白。”美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的膚色科學(xué)家基思·程說。這或許可以解釋為什么人類的祖先都是非洲的黑人，而后膚色逐漸變淺。

這個(gè)突變之后讓人變白的基因是他在研究斑馬魚的時(shí)候發(fā)現(xiàn)的。這種身上有黑白條紋的小魚的基因和人類有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，不像斑馬那樣是黑白的毛色。

發(fā)現(xiàn)膚色基因?qū)紒碚f純屬意外。他一直在用斑馬魚來研究癌癥，卻發(fā)現(xiàn)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(xì)胞比正常的斑馬魚小，而且數(shù)量少，人類的白化病患者的色素細(xì)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(gè)基因。于是他開始了“拯救白化斑馬魚”計(jì)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?；己軕c幸自己當(dāng)初沒有這么做，黑人的膚色基因功能太強(qiáng)了，斑馬魚可承受不起。他用的是歐洲人的基因，并且成功了。這個(gè)基因叫做SLC24A5，它控制著斑馬魚和歐洲人體內(nèi)黑色素的數(shù)量。而基思推測，黃種人也具有自己獨(dú)特的膚色基因。從數(shù)據(jù)可以估計(jì)歐洲人至少起源于1.5萬年前，并且迅速地遷徙，遍布?xì)W亞大陸。而澳大利亞的原住民的經(jīng)歷卻更加曲折，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(dá)澳大利亞之后，又變成黑色或者深棕色了。

黑色素保護(hù)了什么

膚色的變化是對(duì)不同環(huán)境下日照特點(diǎn)的適應(yīng)?！昂谏啬軌蚍乐蛊つw被曬傷或者得皮膚癌，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(gè)膚色特點(diǎn)在那種環(huán)境下能夠增加人的生育成功率?！?/p>

那么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(chǎn)后代的生理機(jī)制十分復(fù)雜，既要產(chǎn)生精子、卵細(xì)胞，還要保證胎兒正常發(fā)育。這就需要兩種關(guān)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(guān)。在人體內(nèi)，維生素D 須要通過紫外線照射引發(fā)的光化學(xué)反應(yīng)來合成；葉酸不能在人體內(nèi)合成，須要從食物中攝取，但在紫外線照射下會(huì)迅速分解。兩種維生素對(duì)紫外線截然不同的反應(yīng)，讓人體必須找出一種能同時(shí)滿足不同需要的途徑。為了最大限度地保護(hù)葉酸不被分解，同時(shí)合成足夠多的維生素D，每一個(gè)人群的膚色都根據(jù)所處環(huán)境的紫外線強(qiáng)度而有所不同，甚至地區(qū)間紫外線強(qiáng)度的細(xì)微差異都能讓這些地區(qū)原住民的膚色有所不同?！斑@是保證生產(chǎn)出健康后代的獨(dú)特方式?！蹦崮日f，“人體需要葉酸才能合成DNA；葉酸缺乏將導(dǎo)致不能正常產(chǎn)生精子，或者讓胎兒發(fā)育畸形，比如無腦畸形或脊髓開裂?！庇?5% 的新生兒死亡案例是由葉酸缺乏導(dǎo)致的畸形造成的，而如果在孕婦的飲食中添加富含葉酸的食物，會(huì)讓產(chǎn)生畸形兒的風(fēng)險(xiǎn)降低70%。

尼娜在研究膚色的同時(shí)，她的丈夫，地理學(xué)家喬治·查普林在11年間對(duì)地球受到的紫外線輻射進(jìn)行了3.2萬次測量，數(shù)據(jù)顯示了在不同經(jīng)度、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(shù)據(jù)與不同人群的膚色聯(lián)系起來，這對(duì)科學(xué)家夫婦繪制出了第一張?bào)w現(xiàn)不同地理位置居民的膚色差異的地圖。“我們觀察到一個(gè)重要的因素。只要知道某一地區(qū)的紫外線的波長，這張地圖就能夠準(zhǔn)確地告訴我們當(dāng)?shù)鼐用竦哪w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，那是人類征服世界的歷史。

“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?！蹦崮戎钢鴮?shí)驗(yàn)室里一個(gè)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發(fā)，就像現(xiàn)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(fā)熱量、降低體溫的方式：體毛逐漸退去，汗腺更加發(fā)達(dá)。于是人類的皮膚便裸露出來了，暴露在強(qiáng)烈的陽光下，讓體內(nèi)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，并在上萬年的時(shí)間里代代相傳。黑皮膚的出現(xiàn)是人類進(jìn)化史上最重要的一步。要合成黑色素需要人體內(nèi)上百個(gè)基因的協(xié)調(diào)工作，其中大部分基因目前仍未被發(fā)現(xiàn)。

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(jìn)皮膚下面的毛細(xì)血管，分解血液里的葉酸。在11.5 萬年前，當(dāng)人類的祖先開始走出非洲，來到高緯度地帶時(shí)，那里的陽光十分微弱，所以黝黑的膚色不再是一個(gè)優(yōu)勢了，而成為一種生存的障礙——讓維生素D 無法合成。但人的皮膚有時(shí)就像一條高度靈敏的天線，能夠根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱進(jìn)行微調(diào)。在上萬年的時(shí)間里，人的皮膚不斷地根據(jù)環(huán)境中的紫外線強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，維持著一種微妙的平衡。

人類的活動(dòng)已經(jīng)很大程度上擺脫了環(huán)境的限制。衣服、防曬用品幫助人們遮擋紫外線，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(huán)境不再成為膚色的決定因素。那么，下一步是什么？人們要隨心所欲地改變膚色嗎？