Какой цвет кожи был у первых людей
Перейти к содержимому

Какой цвет кожи был у первых людей

  • автор:

Почему в ходе эволюции появились разные цвета кожи?

Несколько миллионов лет назад цвет кожи наших предков не был очевиден. Все потому, что ранние гоминиды почти наверняка были покрыты темным мехом; под ним, вероятно, была бледная кожа. Эти предположения исходят из того факта, что у наших эволюционных кузенов – шимпанзе и горилл – под темным мехом светлая кожа. В ходе эволюции наши предки потеряли шерсть, а кожа приобрела пигмент. Хотя точное время и причины этого явления обсуждаются, многие исследователи сходятся во мнении, что, когда люди теряли шерсть, она помогала им сохранять хладнокровие: ведь предки человека охотились (на двух ногах) под лучами палящего Солнца в Экваториальной Африке. Компромиссом, однако, стала голая кожа, подверженная интенсивным, круглогодичным ультрафиолетовым лучам. По мнению ученых, цвет кожи человека отражает эволюционное равновесие, происходившее десятки тысяч лет назад. Существует убедительное объяснение того, почему тон кожи человека меняется в виде глобального градиента, причем самые темные популяции находятся вокруг экватора, а самые светлые – вблизи полюсов.

Почему в ходе эволюции появились разные цвета кожи? Цвет кожи зависит от целого ряда факторов. Фото.

Цвет кожи зависит от целого ряда факторов

Солнечный свет и цвет кожи

Примерно 1-2 миллиона лет назад более темная кожа, вероятно, лучше защищала запасы фолата (соединение фолиевой кислоты) в организме. Это питательное вещество играет определенную роль в деятельности ДНК, но его основное влияние на эволюционную приспособленность — способность человека выживать и размножаться — заключается в развитии плода. Когда беременным женщинам не хватает фолиевой кислоты, это может привести к дефектам нервной трубки (врожденная патология при нехватке фолата). Большинство дефектов нервной трубки являются изнурительными или смертельными.

Проведенные ранее эксперименты показали, что солнечный свет расщепляет фолат, как изолированную молекулу, в плазме крови и биопсии кожи. Считается, что темная кожа препятствует расщеплению, так как в ней содержится большее количество меланина – темно-коричневого пигмента, который поглощает ультрафиолетовые лучи и химически обезвреживает их вредные побочные продукты.

Цвет кожи человека отражает эволюционное равновесие, происходившее десятки тысяч лет назад. Существует убедительное объяснение того, почему тон кожи человека меняется в виде глобального градиента, причем самые темные популяции находятся вокруг экватора, а самые светлые – вблизи полюсов.

Солнечный свет и цвет кожи. Карта цвета кожи. Цвет кожи человека, встречающийся у коренных народов, меняется в зависимости от широты. Фото.

Карта цвета кожи. Цвет кожи человека, встречающийся у коренных народов, меняется в зависимости от широты.

Говоря простыми словами, темный цвет лица выгоден в более солнечных регионах, точно так же, как и светлая кожа, в более холодных и менее освещенных регионах. Цветовой градиент человечества, вероятно, имеет мало общего с солнечными ожогами или даже раком кожи. Вместо этого цвет лица был сформирован противоречивыми требованиями двух основных витаминов: фолата и витамина D. Фолат разрушается ультрафиолетовым (УФ) излучением Солнца, в то время как кожа начинает вырабатывать витамин D после воздействия тех же самых лучей.

Чтобы удовлетворить все необходимые потребности, людям нужна счастливая средняя доза солнечного света. В то время как интенсивность ультрафиолетовых лучей диктуется географией, количество фактически проникающих в вашу кожу УФ-лучей зависит от степени пигментации или цвета кожи.

Это основное объяснение, предложенное в 2000 году и дополненное с тех пор антропологом Ниной Яблонски и географом Джорджем Чаплиным. Но для полной истории цвета кожи мы должны вернуться к более волосатым дням человеческой истории.

Покидая тропики

Наши предки покидали экваториальную Африке в разное время. Люди отправлялись и на север, и на юг, в более высокие широты с меньшим количеством солнечного света. Именно тогда витамин D стал проблемой. Как и фолиевая кислота, этот витамин важен для эволюционного развития. Он способствует усвоению кальция, необходимого для здоровья костей и иммунитета. Витамин D может вырабатываться в коже, но только тогда, когда этот процесс инициируется определенными длинами волн ультрафиолетовых лучей.

Еще больше увлекательных статей об эволюции Homo Sapiens и других видов, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Покидая тропики. Недавно ученые представили электронную кожу, улавливающую даже дуновение ветра. Фото.

Вдали от тропиков большую часть года не хватает ультрафиолетового излучения нужной длины волны для клеток кожи, чтобы сформировать витамин D. Это показали результаты исследования 1980-х годов. Выходит, чтобы получать достаточное количество витамина D круглый год в высокоширотных местах, люди должны полагаться на запасы тела, накопленные в течение летних месяцев, или же получать питательные вещества через продукты, например жирную рыбу. Но чем темнее ваша кожа, тем труднее поддерживать достаточный уровень витамина D. В исследованиях, сравнивающих темнокожих и светлокожих жителей северных городов, более бледные люди имели более высокий уровень витамина D в течение всего года. Дело в том, что их менее пигментированная кожа пропускала больше лучей.

От светлых до темных различных

Различные цвета кожи эволюционировали в разное время в разных популяциях. Это происходило по мере распространения людей по всему земному шару. В дополнение к этим генетическим биологическим изменениям, у разных групп людей развились культурные адаптации: например, мы можем потреблять пищу, богатую фолиевой кислотой и витамином D. А еще мы умеем строить укрытия, носить одежду и пользоваться солнцезащитным кремом, чтобы блокировать ультрафиолетовые лучи и не обгореть на солнце.

Как пишет издание Discover, цвет кожи – это один из самых очевидных и (в буквальном смысле) поверхностных способов отличия одного человека от другого. Но эволюционная история, лежащая в основе этой вариации, является общей: на протяжении человеческой эволюции цвет кожи эволюционировал от светлого к темному, к непрерывному градиенту, опосредованному географией, генами и культурными практиками.

Вариации генов рассказали об эволюции цвета кожи

Вариации генов рассказали об эволюции цвета кожи

До сих пор считалось, что когда самые ранние предки человека, обитавшие в Африке, лишились большей части волосяного покрова, что произошло несколько ранее, чем 2 млн лет назад, цвет их кожи быстро стал очень темным — для защиты от ультрафиолета. Считалось, что все прочие варианты возникли позже, по мере распространения людей по земному шару. Международная группа генетиков под руководством Сары Тишкофф (Sarah Tishkoff) из университета Пенсильвании (США) проследила эволюцию некоторых ключевых генов, отвечающих за цвет кожи, у представителей разных рас и пришла к выводу, что само понятие «раса», похоже, нуждается в пересмотре.

Чтобы уточнить эту простую картину, Тишкофф с коллегами (среди которых есть и африканские ученые) проанализировали цвет кожи 2092 коренных жителей Эфиопии, Ботсваны и Сахары, и обнаружили полный спектр — от очень темной кожи в Восточной Африке (регионы Мурси и Сурма) до очень светлой в южной части континента (Сан), с промежуточными вариантами в Эфиопии.

Одновременно ученые брали у африканских аборигенов образцы крови, и проводили их генетический анализ. Они выделили более 4 млн однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) вариаций генетического кода, различающихся одной «буквой» (нуклеотидом) у 1570 из этих африканцев. Затем авторы исследования сравнили эти вариации с таковыми у представителей других рас из других уголков Земли.

Результаты получились чрезвычайно интересными, и местами очень неожиданными. Например, оказалось, что генетическая вариация SLC24A5, связанная с бледным цветом кожи и обычная у европейцев, также часто встречается в Восточной Африке. Судя по всему, ее занесли сюда около 30 тыс. лет назад переселенцы с Ближнего Востока. Однако восточных африканцев, в отличие от европейцев, она светлокожими совсем не делает — по-видимому, из-за влияния других генов.

Далее, вариации генов HERC2 и OCA2, также отвечающие за светлые оттенки кожи, глаз и волос у европейцев, также обычны у светлокожих африканцев из региона Сан на юге континента. Более того, судя по всему, здесь они и возникли — около 1 млн лет назад — чтобы потом распространиться по Европе и Азии.

«Многие генетические вариации, отвечающие за светлый цвет кожи, происходят из Африки», — подчеркнула Тишкофф.

Но самая интересная находка связана с геном MFSD12. Две его мутации, связанные с его же пониженной активностью, были найдены у африканцев с очень темной кожей. Но анализ показывает, что эти вариации появились только полмиллиона лет назад. Это говорит, что коже первых гоминид вовсе не была очень темной. Скорее, она была умеренно темной, примерно как у нынешних эфиопов.

Кроме того, те же вариации MFSD12 были найдены у меланезийцев, аборигенов Австралии и некоторых индейцев Америки. Судя по всему, это следы миграции древних людей из Восточной Африки по южному маршруту, вдоль северного побережья Индийского океана. Причем исходно в этот поток включились люди с разным цветом кожи, от умеренно темного до очень темного.

В целом, результаты этого интереснейшего исследования помогают нам лучше понять эволюцию оттенков кожи у людей из разных частей света, и ее связь со схемой потоков миграций из Африки. Но одновременно они говорят о том, что само понятие «расы» нуждается в пересмотре, с учетом новых генетических данных. Например, по мнению Тишкофф, «африканцы настолько разнообразны, что говорить о какой-то единой африканской расе совершенно неверно».

Ученые рассказали о недавней смене европейцами цвета кожи

Вводная картинка

Белая кожа, а также способность переваривать коровье молоко, появились у европейцев относительно недавно, выяснили американские антропологи. Еще восемь тысяч лет назад большинство жителей Европы были темнокожими. Об этом сообщает издание Science News со ссылкой на доклад, представленный на 84-й конференции Ассоциации физической антропологии США.

Ученые занялись генами, пережившими наиболее сильный естественный отбор за последние восемь тысяч лет. Сравнив гены древних и современных европейцев (участников проекта «1000 геномов»), Иан Мэтиэсон (Iain Mathieson) из Гарварда определил пять рекордсменов: ими оказались гены, связанные с цветом кожи и рационом.

Ученые нашли три гена, определяющих белый цвет кожи, и раскрыли достаточно сложную историю его появления. Первые анатомически современные люди, прибывшие из Африки 40 тысяч лет назад, обладали темной кожей, более полезной в теплых широтах. Но и 8500 лет назад охотники-собиратели, жившие на территории современной Испании, Люксембурга и Венгрии, все еще были темнокожими. Генов SLC24A5 и SLC45A2, определяющих депигментацию кожи, у них не нашли.

Однако на севере Европы, где солнечного света было крайне мало, уже 7700 лет назад европейцы обладали не только SLC24A5 и SLC45A2, но и третьим геном (HERC2/OCA2), который связан с голубыми глазами и, возможно, со светлой кожей и волосами. Об этом свидетельствуют данные по семи охотникам-собирателям, кости которых нашли в южной Швеции (Мотала).

Окончательно светлую кожу в Европу принесли неолитические земледельцы с Ближнего Востока — смешиваясь с местными жителями, они распространили ген SLC24A5 по Центральной и Южной Европе.

Материалы по теме
Естественная история человека Тайны нашей биологии спрятаны в финских церковных книгах
21 февраля 2015

Антропологи определили, что, как уже было известно, европейские охотники-собиратели восемь тысяч лет назад не могли переваривать коровье молоко. Однако такой способности были лишены и мигранты неолита: как земледельцы с Ближнего Востока (7800 лет назад), так и скотоводы ямной культуры (пришли из восточных степей 4800 лет назад). У них отсутствовал ген толерантности к лактозе LCT. Этот ген распространился по Европе только 4300 лет назад, уже в бронзовом веке.

Докладчики не объяснили, почему именно эти гены лучше остальных проходили естественный отбор. Скорее всего, причина в необходимости максимально усилить выработку витамина D, считает палеоантрополог Нина Яблонски (Nina Jablonski) из Университета штата Пенсильвания. Обитатели северных широт получали слишком мало ультрафиолета (из солнечных лучей). У этой проблемы нашлось два генетических решения: белая кожа, позволяющая более эффективно поглощать ультрафиолет, и переносимость лактозы, помогающая получать витамин D из молока.

В начале марта 2015 года авторы доклада опубликовали в журнале Nature данные анализа ДНК 83 древних европейцев. Население этой части света, по их мнению, сформировалось благодаря слиянию трех групп земледельцев и охотников-собирателей, прибывших в разное время.

Цвет коренного европейца

Часть населения Земли рождается со светлой кожей. Родина человечества — Африка, цвет кожи наших предков был темным. Долгое время популярной оставалась гипотеза о том, что светлая кожа досталась европейцам от неандертальцев. Анализ ДНК неандертальцев показал, что в их популяции действительно встречались люди с разными цветами волос и кожи. Современные исследования опровергают популярную гипотезу, доказывая, что цвет кожи обитателей Европы начал меняться уже после вымирания неандертальцев. Постепенно оттенок приближался к современному. Сейчас изменение цвета кожи объясняют через физиологические процессы.

image

Высокий мужчина со светлой кожей, который хорошо усваивает лактозу — типичное описание современного юноши европеоидной расы. В действительности эти европейские юноши уже не те, что были 8 000 лет назад. Почему у европейцев светлая кожа — в новом материале от Genotek.

Делить кожу древнего человека

Если вы находитесь в компании с антропологом, генетиком и эволюционистом, и вам скучно, спросите: “Скрещивались ли предки современных людей и неандертальцы?” Споры на эту тему ведутся уже несколько десятков лет. Если верить исследованиям, у неандертальцев была привлекательная внешность, встречались разные оттенки волос и кожи. С одной стороны, у нас с неандертальцами много общего. Анализ ДНК сегодня показывает, какой процент неандертальского генома есть в вашем собственном. Варианты генов, ассоциированные с развитием заболеваний, таких, как диабет и болезнь Крона, были унаследованы от неандертальцев. Впрочем, общие черты в геноме могли достаться и нам, и им от общего предка. А механизм изменения пигментации отличается от того, который используют современные люди.

Лезть вон из кожи, чтобы переехать

Переселившись в Европу, людям понадобилось менять внешность и диету. Современная гипотеза заключается в том, что распространение этих признаков в популяции было мотивировано потребностью в витамине D. Этот витамин может вырабатываться в коже под воздействием ультрафиолета, а может поступать извне с молочными продуктами. Так, в ходе эволюции было предложено сразу 2 решения для проблемы дефицита витамина. Первое решение: сделать кожу восприимчивой к ультрафиолету. Второе решение: создать фермент для эффективного получения витамина из молочных продуктов.

Вероника Мусатова, консультант медико-генетического центра Genotek: “Витамин D необходим для нормального образования и роста костей. Он регулирует обмен кальция и фосфора. При сбалансированном и полноценном питании и периодическом пребывании на солнце причин для беспокойства нет. В случае появления признаков гиповитаминоза появляются потеря аппетита, бессонница, судороги, развивается остеопороз и остеомаляция — размягчение костей”.

83 древних человека

Если раньше каждый новый геном древнего человека был событием, то теперь ученые работают на полногеномном масштабе с данными нескольких древних людей. Антропологи из Гарварда проанализировали 83 генома древних людей Homo sapiens с археологических стоянок в Европе, датированных от 8 000 лет до н.э. по настоящее время. Основная задача исследования — найти гены, которые по какой-то причине стали доминировать в европейской популяции за последние 10 тысяч лет. Для сравнения использовали геномы современных европейцев из проекта “1 000 геномов”. Прелесть работы с геномом в том, что это последовательность символов — для решения ряда задач достаточно определить генотип в конкретной позиции. Всего проанализировали 390 000 геномных локусов (отдельных позиций в геноме). Среди них только для 30 000 известна связь между генотипом и фенотипом (внешним признаком).

Облик коренного европейца

Гарвардские антропологи разделили результаты на 3 группы в зависимости от характера изменений. “Модные веяния” постоянно менялись вместе с популяцией; “случайные изменения” происходили вне зависимости от внешних причин, и “фундаментальные метаморфозы” существенно преобразили популяцию под влиянием естественного отбора. Гены, относящиеся к последней группе, интересовали ученых больше всего. Они связаны с пигментацией кожи и особенностями питания. В далеком прошлом европейцы были темнокожими людьми, не употреблявшими молока. Работа лактазы в теле человека началась уже после одомашнивания скота и после миграции степных племен черноморских скотоводов, то есть около 4 300 лет назад. Изменение диеты вызвало спрос на развитие специфических физиологических признаков.

Приспособление к молоку

Работа генов, которые поменялись с приходом человека в Европу, была связана с метаболизмом. Самое сильное давление отбора наблюдалось в локусе, который связан с жизнеспособностью лактазы у европейцев. Замена всего одного нуклеотида влияет на то, как будет синтезироваться этот фермент, а, значит, на способность усваивать молочный сахар — лактозу. Также с метаболизмом были связаны 2 гена: FADS1 и NADSYN1. Ген FADS1 вовлечен в метаболизм жирных кислот, а ген NADSYN1 связан с уровнем витамина D.

Изменить цвет кожи

В новой популяции европейцев распространились 2 гена, влияющих на пигментацию кожи, SLC24A5 и SLC45A2. Кожа — это сложный мультифункциональный орган человеческого тела. На клеточном уровне пигментация кожи зависит от работы меланоцитов — клеток, вырабатывающих меланин. Ген SLC45A2 помогает в создании меланина, а ген SLC24A5 регулирует концентрацию кальция в меланоцитах. Любопытно, что ингибиторы (вещества, угнетающие работу гена) последнего доступны в качестве коммерческих наборов для инъекций, осветляющих кожу. Мутации в SLC24A5 и SLC45A2 независимо появились на территории Европы примерно в одно и то же время. То есть, в то время, как существовали две независимых светлокожих популяции — охотников-собирателей из Швеции и средневосточных земледельцев, основное население Европы от них отличалось. Ещё 8 500 лет назад у охотников-собирателей из Люксембурга, Испании и Венгрии была темная кожа.

Александр Ракитько, автор-разработчик ДНК-теста “Генеалогия” (Genotek), исследующего генетическое происхождение человека: “Мы провели анализ нашей базы данных и выяснили, что для российской популяции помимо варианта гена SLC24A5, который отвечает за светлую кожу, встречаются и другие. В то же время, если верить базе данных проекта “1 000 Геномов”, в центральноевропейской популяции вообще не встречается других вариантов. Фактически, это подтверждает, что популяция россиян отличается от популяции европейцев, и сравнение генома человека из России с геномом из всемирной базы данных может показывать существенные различия”.

Логистика цвета глаз

Ещё одна мутация, которая закрепилась, связана с генами HERC2/OCA2. Работа этих генов ассоциирована с доставкой темного пигмента в радужную оболочку. Ген HERC2 в данном случае — это телефонный звонок, а ген OCA2 — грузовик, который доставляет пигмент. Если что-то не так на линии или с транспортом, то пигмент не доставляется, и глаза остаются светлыми. “По умолчанию” глаза имеют темный цвет, светлые оттенки связаны с тем, что пигмент отсутствует или не доходит до места назначения.

Адам, Ева и я

С концептуальной точки зрения, это исследование переводит нас на новый уровень получения информации о прошлом. Можно сравнить данные древних людей и современных и найти не только специфические черты популяций прошлого, но и общие механизмы эволюции и адаптации в человеческой истории. Результатом генотипирования является информация о генотипе в локусе. В исследовании эволюции основной интерес прикован к изменению генотипов с течением времени.

Восстановить цвет кожи по ДНК

Современные технологии анализа ДНК дополняют образ древних людей теми чертами, которые невозможно прочитать из останков скелета. Воссоздавать контур лица с черепа умели и раньше, теперь глаза, волосы и кожа обрели цвет. Помимо этого раскрываются личные сведения вроде особенностей метаболизма, например, непереносимости лактозы, предрасположенности к ожирению и устойчивости к заболеваниям. Чтобы строить такие модели, исследователи работают с геномом. Рост, вес, хронические патологии – комплексные признаки, которые можно узнать о человеке из ДНК. Динамику изменения генома во времени можно проследить, сравнив данные древних и современных людей. Анализируя изменения, эволюционисты и антропологи оценивают вклад естественного отбора и изменение популяции за конкретный промежуток времени.

Tabula rasa

Эти исследования показывают, что внешние особенности — средство для выживания. Сейчас человек в меньшей степени зависит от окружающей среды, и его фенотипические признаки — его собственная история. А пигментация кожи — это не инструмент, не символ превосходства, не особое право и не специальные полномочия. Пигментация кожи — это просто фенотипический признак, который менялся в ходе эволюции в связи с приспособлением к определенным условиям среды.

Этот материал подготовлен командой Genotek. Мы занимаемся генетическими исследованиями. Одним из наших проектов является ДНК-тест «Генеалогия», который рассказывает о происхождении человека, его этническом составе и гаплогруппе, а также выявляет долю неандертальского генома. Мы активно исследуем научные публикации на тему происхождения человека и будем делиться с Вами результатами нашей работы. Читайте нас.

  • Блог компании Genotek
  • Научно-популярное
  • Биотехнологии
  • Здоровье
  • Будущее здесь

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *