я могу Писать тексты (и книги)
Вдохновение - это быстро сделанный расчет (выходец с одного острова)
Александр Березин
Все записи
текст

Спина белая: почему мы стали светлокожими?

Традиционно в научно-популярной литературе нам рассказывают о том, что наши предки совсем недавно были темнокожими и лишь менее десяти тысяч лет назад стали существенно более светлыми. И то в случае европейцев. Фактически картина совсем иная – и настолько интригующая, что ученые сами не до конца уверены, что ее понимают.
Спина белая: почему мы стали светлокожими?
Фото: liane, unsplash.com

Итак, сперва то, к чему мы привыкли: люди бывают темнокожими потому, что живут ближе к экватору, где много ультрафиолета. Обычно считается, что если ваша кожа не будет защищена от ультрафиолета большим количеством меланина, то она рискует повреждениями ДНК. А значит – ускоренным фотостарением, что означает проблемы при половом отборе (и меньшие шансы передать свои гены по наследству). Кроме того, растет и вероятность рака кожи. При этом слишком большая защита от ультрафиолета ведет к недостатку витамина D, который вырабатывается в коже под действием ультрафиолета.

Так сложилась логичная концепция: экваториальные народы – темнокожие, бушмены Южной Африки – уже заметно светлее (их кожа желтовато-коричневого цвета), европейцы, живущие в дефиците ультрафиолета, – совсем белые. Благо защищаться от ультрафиолета там не очень необходимо, а вот его недостаток – реальная угроза.

Дьявол в деталях

Все было бы хорошо, если бы не нюансы. Начнем с того, что цвета кожи серьезно отличаются и у животных, но почему – до сих пор не вполне ясно. Причем разный цвет может быть даже внутри одного вида. Например, наши ближайшие родственники шимпанзе рождаются с розовой кожей, но ко времени полового созревания она становится черной. А их родственники карликовые шимпанзе-бонобо появляются на свет с черной кожей. Чернокожесть шимпанзе – настоящая загадка: они очень похожи на нас, но при их густой шерсти и проживании в джунглях серьезная защита от ультрафиолета кажется излишней. Допустим, индейцы в Амазонии в основном не чернокожие, но не похоже, что им это серьезно мешает.


Развитие генетики показало, что еще около 20 тысяч лет назад (если не 10 тысяч для многих регионов) жители Европы были чернокожими. Это очень странно, потому что ультрафиолета в тех местах во время ледникового периода было, во-первых, не так-то много. И, во-вторых, там было холодно – то есть люди явно носили много меховой одежды. В зимние периоды ультрафиолета по этой причине явно должно было не хватать.

Человек европейского палеолита 32–24 тыс. лет назад в представлении художника. Иллюстрация: Tom Bjoerklund, spiegel.de

Однако никаких следов на их костях это не оставляло. Перед нами настоящая загадка: современные чернокожие, живущие в высоких широтах, рискуют заболеть рахитом (в случае детей) или просто иметь серьезные проблемы со здоровьем из-за дефицита витамина D (в случае взрослых). Рахит отлично виден на костных останках – однако следов его у чернокожих первых европейцев нет.

Есть и другая проблема. Генетики могут выявить, когда в ДНК древних людей появился вариант гена, отвечающего за светлую кожу (а именно – SLC45A2). Но для их анализа в основном доступны ДНК последних десятков тысяч лет. А по современным представлениям Homo были чернокожими постоянно – не менее двух миллионов лет.

Однако при этом известно, что уже 1,8 миллиона лет назад Homo erectus достигли очень высоких широт (Грузии), а затем и Европы. Жили они и на территории Китая. Сегодня там нет местного населения с черной кожей: не менее нескольких тысяч лет назад оно стало светлокожим. Эректусы провели в высоких широтах сотни тысяч лет. Значит, они тоже должны были стать светлокожими? Кроме того, в Европе сотни тысяч лет жил и Homo antecessor – «человек-предшественник» и современных людей, и неандертальцев. Получается, светлокожим должен быть и он?

Homo antecessor. Иллюстрация: Raul Martin / MSF, sciencephoto.com
Почему возникла темная кожа?

Неприятности подобрались к традиционной концепции цветов кожи и с другой стороны. Ряд антропологов логично указал, что фотостарение кожи и ее рак угрожают людям лишь после 30 лет, а сильнее всего – после 50. Однако люди в таком возрасте вообще нечасто размножаются (виной всему – менопауза у женщин). А вот без витамина D рожать детей, безусловно, не выйдет: начать с того, что рахит помешает вам получить полового партнера, поскольку у вас будут проблемы и с внешним видом, и с мобильностью, и со способностью охотиться. Получается, что базовые предположения о том, почему исходно род Homo был темнокожим, – неверные.

К счастью, на эту загадку ответ обнаружился довольно быстро. Оказалось, что человек со светлой кожей, попавший под воздействие сильного ультрафиолета, быстро теряет фолиевую кислоту: ее концентрация в крови может упасть на десятки процентов. В среднем для здорового человека это малозаметно: у него просто временно упадет иммунитет, а затем, когда появится загар, защищающий от УФ-лучей, восстановится.

Куда хуже ситуация у беременных женщин. При дефиците фолиевой кислоты у их плода резко возрастает вероятность аноцефалии и расщепления позвоночника – врожденных дефектов, с которыми человек мало пригоден к жизни. Вот здесь механизм отбора темной кожи хорошо понятен: антропологи выявили, что беременная женщина, посещавшая солярий, часто имеет повышенные шансы на такие врожденные дефекты у ее ребенка. Разумеется, в древности проживавшие в Африке – круглогодичном солярии – особи с дефектом гена, дающим светлую кожу, практически не имели шансов на успешное размножение на протяжении многих поколений.

А еще без фолиевой кислоты плохо идет синтез сперматозоидов – некоторые экспериментальные мужские контрацептивы основаны на связывании как раз этой кислоты. Выходит, без черной кожи в Африке было совсем никуда.

Есть и еще одна деталь: при уровне фолиевой кислоты выше определенного частота сердечно-сосудистых заболеваний падает на 4 %. Само по себе это вряд ли могло остановить размножение носителей генов светлой кожи. Но если учесть, что недостаточная функциональность сердца мешает бегу, важному на охоте, – это тоже могло быть серьезным ограничивающим фактором, способствовавшим темнокожести в Африке.

Откуда берутся темнокожие на севере

Стоит отметить, что в ряде северных регионов кожа некоторых популяций весьма темная. Например, у эскимосов и тибетцев она существенно темнее, чем у жителей Европы, – ближе к индийцам, чем к, например, шведам или русским. Это кажется парадоксом, потому что эскимосы полгода вообще не получают никакого ультрафиолета, и даже летом, в силу специфики климата, их загар ограничивается лицом и шеей. В таких условиях надо быть светлее. Почему на практике вышло наоборот?

Житель Камчатского края. Легко видеть, что не только эскимосы, но и другие северные народы могут иметь весьма темную кожу — хотя, по логике, они должны быть даже бледнее европейцев. Фото: И. Буймистров, riamediabank.ru

Наиболее вероятная причина – в питании. Эскимосы едят тюленей и рыбу – источник жиров. Люди, в чьей диете их много, проще синтезируют витамин D не от ультрафиолета. Тибетцы традиционно едят мясо яка, баранину и молочные продукты повышенной жирности. Благо их источник – яки, у которых молоко имеет жирность 5,0–8,6 %, в пару раз выше, чем у типичной коровы. Следовательно, и тем, и другим не угрожал особенно ни рахит, ни иные проблемы, типичные при нехватке витамина D.

Почему чернокожие колонизаторы Европы так долго не светлели?

Питание может быть причиной и другого парадокса – длинного века чернокожих европейцев. Напомним: в Европе людей с вариантами генов, типичными для светлой кожи, находят сравнительно поздно. Считается, что до 11 тысяч лет назад их практически нигде не было.

Между тем, люди современного типа пришли в Европу примерно 45 тысяч лет назад. Из Африки они вышли и вовсе 70 тысяч лет назад. Почему за долгие 60 тысяч лет вне Черного континента они так и не стали другого цвета? И отчего десять тысяч лет назад они вдруг начали его дружно терять на огромных пространствах от Евразии до обеих Америк? Кстати, к аборигенам юга Австралии и Тасмании это почему-то не относится – и тоже интересно, почему?

Чтобы ответить на этот вопрос, стоит вспомнить: а что ели первые Homo sapiens в Европе? По современным данным – мясо мамонта и северного оленя. Признаков доминирования растительной пищи в их диете незаметно: изотопный состав их костей ближе к составу волков той же эпохи, а вовсе не травоядных животных.

Если кто-то потребляет много животной пищи, то синтез витамина D для него существенно облегчается. Ведь ему нужно не долго и упорно «собирать» его из кирпичиков другого состава (углеводов из растений), а синтезировать из сравнительно близких к конечному продукту молекул.

Вся эта идиллия приказала долго жить около десятка тысяч лет тому назад. Люди, с одной стороны, выбили много крупной дичи, с другой – стали употреблять много растительной пищи. Жизнь больших животных типа мамонтов была сначала подкошена потеплением климата – мамонты хорошо адаптированы к тундростепи, но плохо – к лесам. В Европе до 30 тысяч лет назад жили лесные прямобивневые слоны, которые могли бы подменить мамонтов при потеплении. Но в разгар последнего ледникового периода они вымерли, потому что лесов в Европе практически не осталось, да и в целом было слишком прохладно для почти голокожих гигантов. Вот и получалось, что крупная дичь исчезла – зато потепление сделало так, что кругом появилось много съедобных растений.
«Каменные люди» Виктора Васнецова, culture.ru
Недаром первые признаки массового рахита обнаруживаются археологами на Ближнем Востоке по мере перехода к земледелию. Солнце меньше светить не стало – но земледельцам в крупных поселениях не добыть столько же мяса на душу населения, как охотникам палеолита. Вот и получалось, что синтезировать витамин D в новых условиях радикально сложнее, чем раньше, – отсюда и рахит. При таком раскладе мутация, позволяющая эффективнее синтезировать его с помощью солнечных лучей, абсолютно логична.

Рахит, emilia-spanish.ru

Правда, за это приходится платить: фолиевая-то кислота северным летом все равно будет разрушаться активнее. Не с этим ли связан тот факт, что больше всего людей рождается в сентябре и июле, а меньше всего – в ноябре, декабре и январе? В самом деле: в ноябре уже почти нет солнечных ванн, то есть фолиевая кислота должна «подпрыгивать», одновременно поднимая сперматогенез у мужчин. В сентябре рождаются зачатые в январе – на минимуме ультрафиолета. Напротив, в ноябре, декабре и январе рождаются зачатые в феврале-апреле, когда УФ-лучей уже существенно больше.

Сходные «ультрафиолетовые» факторы объясняют и то, почему аборигены юга Австралии и Тасмании были относительно темнокожими. В регионе Австралии и Новой Зеландии находится что-то вроде природной озоновой дыры: ультрафиолет там заметно выше, чем в сходных регионах северного полушария. Поэтому белые австралийцы – мировые рекордсмены по частоте рака кожи, который, впрочем, редко кончается летальным исходом.

В такой среде не было нужды приобретать более светлую кожу: ультрафиолета, достаточного для нулевого рахита, и так хватало. Хотя механизм тут совсем иной, чем у эскимосов и тибетцев, но итог тот же: можно иметь кожу темнее, чем у тех, кто живет на той же широте.

Подведем итоги. Несмотря на то что причина разных цветов кожи вполне жестко обусловлена физическими факторами, они действуют куда сложнее и разнообразнее, чем кажется на первый взгляд. Жиры и животная пища могут в каком-то смысле заменять солнечные лучи – и за счет этого география цветов кожи серьезно отличается от простой схемы «экватор – черная, север – белая».





Наука

Машины и Механизмы
Всего 0 комментариев
Комментарии

Рекомендуем

OK OK OK OK OK OK OK