遺傳信息一個編碼發(fā)生變異后代膚色可變

也許，很多人會有這樣的疑問：人為什么會有不同的膚色？膚色對人類生育后代有什么意義？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(jīng)常會有人發(fā)出這樣的疑問，和來自非洲的那些球員相比，他們顯然沒有那么黑，不過身體素質(zhì)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(xué)家家認為膚色的不同并不是區(qū)分人種標(biāo)準(zhǔn)，盡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(fā)生變異，就可以讓人由黑變白?！泵绹e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。

這個突變之后讓人變白的基因是他在研究斑馬魚的時候發(fā)現(xiàn)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(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。于是他就開始了“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(dāng)初沒有這么做，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，并且成功了。這個基因叫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特的膚色基因。“從我們的數(shù)據(jù)可以估計歐洲人至少起源于1萬5千年前，并且迅速地遷徙，遍布歐亞大陸?！倍拇罄麃喌脑∶竦慕?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，但到達澳大利亞之后，又變成黑色或者深棕色了。

黑色素保護了什么？

膚色的變化是對不同環(huán)境下日照特點的適應(yīng)?！昂谏啬軌蚍乐蛊つw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(huán)境下能夠增加人的生育成功率?！?/p>

這個道理也同樣適用于白皮膚。其實尼娜自己就是個很好的例子。她高高的個子，皮膚白皙，一頭淺色的卷發(fā)還有一雙綠色的眼睛，這來自于她意大利母親和波蘭裔的父親。尼娜的母親是意大利西西里人，有著當(dāng)?shù)厝颂赜泄陪~色皮膚，但在尼娜身上已經(jīng)看不到了——因為她另一半的波蘭血統(tǒng)。這背后的理論很簡單，膚色是人類適應(yīng)生存環(huán)境的結(jié)果，與人種無關(guān)。

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)后代的生理機制十分復(fù)雜，既要產(chǎn)生精、卵細胞，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需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(yīng)，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(jù)所處環(huán)境的紫外線強度而有所不同，甚至地區(qū)間紫外線強度的細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食物，會讓產(chǎn)生畸形兒的風(fēng)險降低70%。

尼娜在研究膚色的同時，她的丈夫，地理學(xué)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(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，這對科學(xué)家夫婦繪制出了第一張體現(xiàn)不同地理位置居民的膚色差異的地圖?！拔覀冇^察到一個重要的因素。只要知道某一地區(qū)的紫外線的波長，這張地圖能夠準(zhǔn)確地告訴我們當(dāng)?shù)鼐用竦哪w色?！?/p>

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，”尼娜指著實驗室里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發(fā)，就像現(xiàn)在的黑猩猩一樣?！钡S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。于是人類的皮膚便裸露出來了，暴露在強烈的陽光下，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，并在上萬年的時間里代代相傳。黑皮膚的出現(xiàn)是人類進化史上最重要的一步。要合成黑色素需要人體內(nèi)上百個基因的協(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，使它不能穿透進皮膚下面的毛細血管，分解血液里的葉酸。在11萬5千年前，當(dāng)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，所以黝黑的膚色不再是一個優(yōu)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(jù)信號的強弱進行微調(diào)。在上萬年的時間里，人的皮膚不斷地根據(jù)環(huán)境中的紫外線強度進行調(diào)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(qū)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，盡管在北極圈內(nèi)陽光微弱。這得益于富含維生素D的飲食。但今天的因紐特人也主要是從超市里購買他們的食品，于是在青少年中卻出現(xiàn)了不少佝僂病的病例，這種疾病在因紐特人當(dāng)中已經(jīng)消失了很久了。佝僂病是由于缺乏維生素D引起的，導(dǎo)致鈣無法被骨骼吸收。在努勒維特地區(qū)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(dāng)?shù)氐那嗌倌昝刻毂仨氂?5分鐘戶外活動的時間。

人類的活動已經(jīng)很大程度上擺脫了環(huán)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(huán)境不再是膚色的決定因素，那么下一步是什么？人們要隨心所欲的改變膚色嗎？

（責(zé)任編輯：zxwq）