Цвет кожи: Удобный инструмент для преподавания эволюции

Вариации цвета кожи — один из лучших примеров эволюции путем естественного отбора, действующего на человеческий организм, и их следует использовать для преподавания эволюции в школах, считает антрополог из Университета Пенсильвании.

Механизм эволюции, действующий на кожу

Ученые давно поняли, что эволюционный отбор пигментации кожи был вызван солнцем. По мере того как предки человека постепенно теряли волосяной покров, чтобы обеспечить испарительное охлаждение через потоотделение, их голая кожа подвергалась прямому воздействию солнечного света. В тропиках естественный отбор создал темно пигментированных индивидов для защиты от солнца.

Ультрафиолетовое излучение B (UVB) производит витамин D в коже человека, но может разрушать фолат. Фолат важен для быстрого роста клеток, особенно во время беременности, когда его дефицит может вызывать дефекты нервной трубки. Разрушение фолата и дефицит витамина D являются эволюционными факторами, поскольку матери с дефицитом фолата производят меньше детей, которые выживают, а женщины с дефицитом витамина D менее фертильны, чем здоровые женщины.

Темная пигментация кожи в тропиках защищает людей от разрушения фолата, позволяя нормальному воспроизводству. Однако, поскольку уровень UVB высок круглый год, организм все еще может производить достаточное количество витамина D.

Миграция и отбор на светлую кожу

По мере того как люди перемещались из Африки в субтропики и вплоть до Арктического круга, ситуация изменилась. Севернее или южнее 46 градусов широты (Канада, Россия, Скандинавия, Западная Европа, Монголия) темнокожие люди не могли производить достаточно витамина D, в то время как светлокожие люди могли и процветали. Произошел естественный отбор светлой кожи.

Эволюция загара

Адаптация к окружающей среде через эволюционные изменения становится еще интереснее при рассмотрении механизма загара. В средних широтах загар эволюционировал несколько раз как механизм частичной защиты людей от вредного воздействия солнца.

Загар эволюционировал так, что при увеличении UVB-излучения ранней весной кожа постепенно темнеет. По мере усиления солнца загар углубляется. Зимой, когда UVB ослабевает, загар также исчезает, обеспечивая соответствующую защиту от разрушения фолата, но достаточное производство витамина D. Загар эволюционировал в Северной Африке, Южной Америке, Средиземноморье и большей части Китая.

Преподавательский потенциал

Естественная вариация цвета кожи из-за естественного отбора видна практически в каждом классе США, потому что люди теперь перемещаются по миру гораздо быстрее, чем эволюция может приспособиться к солнцу. Идея о том, что вариация цвета кожи связана с происхождением предков и силой солнца в тех местах, сама по себе интересна.

Способность загорать развилась у самых разных народов, и хотя результат — способность к загару — одинаков, лежащие в основе генетические механизмы не обязательно идентичны. Депигментация кожи также развивалась по крайней мере три раза через разные генетические механизмы.