遺傳信息一個(gè)編碼發(fā)生變異后代膚色可變

也許，很多人會(huì)有這樣的疑問(wèn)：人為什么會(huì)有不同的膚色？膚色對(duì)人類(lèi)生育后代有什么意義？膚色中蘊(yùn)含著人類(lèi)漫長(zhǎng)的進(jìn)化史。

巴西球員是黑人嗎？在看球賽時(shí)經(jīng)常會(huì)有人發(fā)出這樣的疑問(wèn)，和來(lái)自非洲的那些球員相比，他們顯然沒(méi)有那么黑，不過(guò)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(yùn)動(dòng)天賦，印度人就膚色黝黑。

科學(xué)家家認(rèn)為膚色的不同并不是區(qū)分人種標(biāo)準(zhǔn)，盡管有時(shí)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(gè)編碼發(fā)生變異，就可以讓人由黑變白?！泵绹?guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的“膚色科學(xué)家”基思？？？程說(shuō)。這或許可以解釋為什么人類(lèi)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(yú)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)的。這種身上有黑白條紋的小魚(yú)的基因和人類(lèi)的有87%的相似性，更重要的是它們黑白的條紋是來(lái)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?lái)說(shuō)純屬意外。他一直在用斑馬魚(yú)來(lái)研究癌癥，卻發(fā)現(xiàn)了斑馬魚(yú)的白化變種——它們沒(méi)有條紋，也就是說(shuō)它們身上的膚色基因不能正常工作。這種斑馬魚(yú)的色素細(xì)胞比正常的斑馬魚(yú)小，而且數(shù)量少，人類(lèi)的白化病患者的色素細(xì)胞也是這樣的，所以基思推測(cè)這和人身上控制膚色的是同一個(gè)基因。于是他就開(kāi)始了“拯救白化斑馬魚(yú)”計(jì)劃——讓它們帶上人類(lèi)的膚色基因。要讓白化的斑馬魚(yú)長(zhǎng)出黑色的條紋來(lái)，似乎該用黑人的基因？基思很慶幸自己當(dāng)初沒(méi)有這么做，黑人的膚色基因功能太強(qiáng)了，這些斑馬魚(yú)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SLC24A5，它控制著斑馬魚(yú)和歐洲人體內(nèi)黑色素的數(shù)量，而基思推測(cè)黃種人也具有自己獨(dú)特的膚色基因?！皬奈覀兊臄?shù)據(jù)可以估計(jì)歐洲人至少起源于1萬(wàn)5千年前，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(guò)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)。“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(shuō)，“黝黑的膚色代代相傳，說(shuō)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>

這個(gè)道理也同樣適用于白皮膚。其實(shí)尼娜自己就是個(gè)很好的例子。她高高的個(gè)子，皮膚白皙，一頭淺色的卷發(fā)還有一雙綠色的眼睛，這來(lái)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?yàn)樗硪话氲牟ㄌm血統(tǒng)。這背后的理論很簡(jiǎn)單，膚色是人類(lèi)適應(yīng)生存環(huán)境的結(jié)果，與人種無(wú)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(lèi)生產(chǎn)后代的生理機(jī)制十分復(fù)雜，既要產(chǎn)生精、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(yáng)光的照射密切相關(guān)。在人體內(nèi)，維生素D需要通過(guò)紫外線照射引發(fā)的光化學(xué)反應(yīng)來(lái)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(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)滿足不同的需要的途徑。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。”尼娜說(shuō)，“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(wú)腦畸形或脊髓開(kāi)裂。”有15%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(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3萬(wàn)2千次測(cè)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(lái)，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?！拔覀冇^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(zhǎng)，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(lèi)的歷史，那是人類(lèi)征服世界的歷史。

“毫無(wú)疑問(wèn)，人類(lèi)祖先的外表是黑色的，看，他們生活在300萬(wàn)年前，”尼娜指著實(shí)驗(yàn)室里一個(gè)南方古猿的頭骨說(shuō)，“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(lèi)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(lèi)的皮膚便裸露出來(lái)了，暴露在強(qiáng)烈的陽(yáng)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(lèi)的膚色變黑，并在上萬(wàn)年的時(shí)間里代代相傳。黑皮膚的出現(xiàn)是人類(lèi)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(guò)濾，而是擋住某一特定波長(zhǎng)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11萬(wàn)5千年前，當(dāng)人類(lèi)的祖先開(kāi)始走出非洲，來(lái)到高緯度地帶時(shí)，那里的陽(yáng)光十分微弱，所以黝黑的膚色不再是一個(gè)優(yōu)勢(shì)了，而成為一個(gè)生存的障礙，讓維生素D無(wú)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(wàn)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，維持著一個(gè)微妙的平衡。

不過(guò)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(yáng)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(gòu)買(mǎi)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(wú)法被骨骼吸收。在努勒維特地區(qū)的2萬(wàn)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(dòng)的時(shí)間。

人類(lèi)的活動(dòng)已經(jīng)很大程度上擺脫了環(huán)境的限制。衣服、防曬用品給人遮擋紫外線，各種交通工具讓長(zhǎng)途旅行更加方便，而全球化帶來(lái)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）