肤色深浅的奥秘

27 08 2009年

【方舟子按:中新网、搜狐等网站从《中国青年报》转载此文时,把标题窜改成与内容不符的《肤色与生殖能力密切相关 “白人”生育劣势明显》,而“万维读者”盗用此文,则干脆将作者名字给删了。】

    黑猩猩的皮肤天生是什么颜色的?“当然是黑色的!”你也许会不加思索地回答。其实你看到的是黑猩猩毛发的颜色。留意一下小黑猩猩的脸、脚掌等没有被毛发覆盖的部分,你会看到它的皮肤颜色其实非常淡。

    在几百万年前的东非,我们人类的祖先和黑猩猩的祖先相揖而别,走上了不同的进化道路。我们可以设想,人类祖先的模样和现在的黑猩猩有些类似,也是深色的毛发覆盖着浅色的皮肤。当人类祖先脱掉了毛发,变成“裸猿”,浅色的皮肤完全暴露了出来,同时也就变成了“白猿”。但是,为什么今天非洲的原住民的皮肤颜色全都很深,以至被夸张地称为“黑人”呢?

    肤色的深浅主要取决于皮肤中黑素的多少和大小。在阳光中的紫外线的刺激下,黑素颗粒的数量和大小也会增加,也就是所谓被晒黑了。黑素是人体制造的天然防晒霜,用来吸收阳光中的紫外线。紫外线如果不被屏蔽掉,不仅会灼伤皮肤,更严重的是,会损害皮肤细胞中的DNA,进而诱发恶性的皮肤癌——黑素瘤。肤色越浅越容易得皮肤癌,例如,美国白人黑素瘤的发病率是美国黑人的十倍。

    显然,人类祖先在脱掉毛发后,必须保护皮肤免受非洲强烈阳光的伤害。答案似乎显而易见:人类祖先的肤色变深,是自然选择的结果,以预防皮肤癌。但是这个答案存在一个漏洞。皮肤癌通常要在长年累月遭受紫外线的损害后才会发生,发作时病人往往已进入了生殖期,早已留下了后代,而自然选择是通过控制后代的多少发挥作用的,对皮肤癌患者的影响很小。

    应该还有别的因素让肤色浅的人的生育能力大受影响,自然选择才会有用武之地。研究发现,肤色浅的人如果暴露在强烈的阳光下,血液中的叶酸就会受到破坏,含量迅速下降。叶酸是一种B族维生素,是细胞分裂合成DNA时不可缺少的成分,任何涉及到细胞快速增殖的生理过程都需要叶酸,叶酸缺乏会影响到许多生理机能。对男人来说,体内缺乏叶酸会影响精子的生产。对女人来说,怀孕时体内缺乏叶酸会导致流产,或者让胎儿出现神经管缺陷,生下无脑儿或脊柱裂(脊椎没有完全闭合)婴儿。这些都与生殖能力的高低直接相关,让肤色浅有了明显的生殖劣势,这可能是人类祖先肤色变深的主要原因。

    在十几万年前,现代人的祖先走出非洲,逐渐扩散到世界各地。当人类祖先迁移到高纬度地区时,肤色又成了问题。在高纬度地区,阳光不像低纬度地区那么强烈,紫外线辐射量大为减少,黑素做为天然防晒霜起到的保护作用很有限,过多了反而对身体有害。原来,紫外线虽然会破坏叶酸、损伤皮肤,却也有一个至关重要的功能:刺激皮肤合成维生素D。人体所需要的维生素D大约有90%是在紫外线的刺激下由皮肤合成的,剩下的10%才从膳食中摄取。

    肤色深的人在热带地区生活时这不是个问题,虽然紫外线大部分被黑素屏蔽了,但是漏网的那一小部分已足够用来合成维生素D了。但是他们到了高纬度地区,就没法获得足够多的紫外线来合成维生素D了。维生素D帮助肠道吸收钙、磷,如果体内缺乏维生素D,就会进而导致体内缺乏钙、磷,影响骨骼的生长,出现佝偻病,这种病在婴幼儿时期就会出现。女性如果在儿童时期缺维生素D,会使骨盆畸形,以后会难产。

    因此在高纬度地区,肤色深成了严重的生存劣势,这些地区的人类的肤色又逐渐变浅了。做为这个观点的一个佐证,在所有人群中,女性的肤色一般比男性的浅,她们皮肤中的黑素要少大约3~4%,虽然人们往往认为这是由于男性偏爱浅肤色女性的结果(进化论把这叫做性选择),但是其深层原因可能与育龄女性对钙的需求量要比男性大得多有关,特别是在妊娠和哺乳期,女性对钙的需求量更大,因此女性肤色较浅,是为了能够让更多的紫外线穿透皮肤,制造更多的维生素D。

    你也许会想到,这个观点有一个反例:生活在北极圈周围的因纽特人(以前叫爱斯基摩人)的肤色并不像北欧人那么浅。不过,因纽特人大量地吃海鱼和海豹油脂,这些食物富含维生素D,已足够满足他们的需求,因此他们肤色变浅的压力没有那么大。而且,因纽特人是在大约5000年前才向北迁移,他们的肤色还来不及发生进化。

    几百年来,人类在世界范围内再次发生了大迁徙,许多肤色浅的人群迁移到了热带地区,而许多肤色深的人群则迁移到高纬度地区。他们的肤色更没有时间发生适应当地气候的进化。何况自然选择的结果并非总是完美,即使是原住民,也有很多人会缺乏维生素D或叶酸。这些人本来要被自然选择所淘汰,但是文明社会不允许一切都“顺应自然”。建议儿童、孕妇补充维生素D制剂,孕妇补充叶酸制剂,成了各国医学界的通行做法。但是医学建议并不能保证人人会遵守,在日常食品中添加营养素是一个更有效也更便宜的措施。今天,美国等发达国家销售的牛奶都普遍添加了维生素D,而美国政府更是在1998年1月起强制要求所有的粮食制品都必须添加叶酸。现代医学让人类具有了抗拒自然选择的能力,可以惠及每一个人,但是它的实现,却需要全社会的认同和参与。
   
2009.8.23

(《中国青年报》2009.8.26)


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19篇回复 to “肤色深浅的奥秘”

27 08 2009年
小左 (03:29:11) :

显然,我应该属于低纬度地区。

27 08 2009年
大学生 (07:58:48) :

方舟子先生,您好,请问如果我是一个大学生,现在想发表一篇数学论文,那么该去哪种期刊发表才能受到相对公正的评审呢?或者说只要我的文章有价值,它就会实事求是地刊登?通过网络,我通过您与黎鸣的争论,发现了您“打假斗士”的存在,更了解到现在很多评审机构都是很“黑”,但限于本人的身份,社会经验,它怎样“黑”却不知道。。。收费是发表的必要条件吗?是充分条件吗?我贸然把论文交给期刊,他会不会在我发表之前(前提是我的文章的确很有价值)出于某种利益交给另一个人,从而导致我丧失了优先权呢?还有,会不会因为我只有本科而鄙视我,从而不让我发表?
我买过您的书,也看过很多您的报道,现实的催逼下,只能相信自己的眼光,只有你才能给我一个可以信任的答复。
上面所贴的是真实邮箱,如果您能眷顾后生把上面的疑惑一一解开,将万分感谢!

27 08 2009年
nefia (09:08:09) :

“在几百万年前的东非,我们人类的祖先和黑猩猩的祖先相揖而别,走上了不同的进化道路。”几百万年前?有那么久?

27 08 2009年
melody (09:19:07) :

学习了。
通过这个也能跟加碘盐产生一定的联系,牛啊

27 08 2009年
方舟子斗犬 (09:24:13) :

最后几句话让我想起了食盐加碘的争论。

27 08 2009年
︻┳┻═一☆ (11:19:18) :

乌鸡含有丰富的营养成份,其蛋白质含量高,氨基酸种类齐全,并富含维生素与微量元素,胆固醇含量特别低,是中老年人、产孕妇、久病体弱者,特别是心血管病人的最佳营养补品。同时,它对治疗肝炎、慢性胃炎、宫颈炎、血崩、骨折、创伤(手术)愈合等症均有奇效。近几年已被广大消费者所青睐,不仅是美食,祛病、滋补的佳品,而且还是致富的好项目。 其配料、饲养方法适宜大众家庭,现将此法提供给读者。 一、配料:以配好的50公斤混合料为例,需用玉米碴(面)31公斤、豆饼7.5公斤、鱼粉4.5公斤、贝壳粉1公斤、骨粉1公斤、麦麸5公斤,可适当加入些硒、多种维生素,有条件的可在饲料中加入些鲜鱼,用清水搅拌后,用手攥成团状即可直接喂养。 二、饲养方法:用上述配好的饲料每天喂3—4次,用量为吃饱不剩食为原则,雏鸡、育成鸡都可用此法。 三、防疫:经常在鸡舍内撒白灰消毒,严禁外来人员或不消毒直接进入鸡舍,避免将细菌病毒带入。另外,在气温较高时,要经常给乌鸡喂些大蒜水。 值得读者注意的是,在乌鸡的整个饲养过程中,禁止喂养增长激素等各类添加剂和用笼子长期圈养,以确保最大限度降低乌鸡体内的脂肪量。

27 08 2009年
︻┳┻═一☆ (11:22:50) :

青蛙的幼体——蝌蚪,生活在水中,用鳃呼吸。成体既能生活在水中,又能生活在陆地上,用肺呼吸,兼用皮肤辅助呼吸。
因为青蛙的肺太小,并且呼吸功能不健全,皮肤自然担当此重任。可以注意到青蛙的皮肤总是湿润的,这是其皮肤进行呼吸的必要条件。
冬眠时青蛙只用皮肤呼吸,不用肺。
但是注意一点,青蛙只是在陆地上才能用皮肤辅助呼吸,在水中皮肤气孔会自动收缩,避免进水,不能帮助呼吸了。

青蛙的呼吸
两栖动物利用三个方式进行气体交换:皮肤、口和肺呼吸。青蛙和蟾蜍比嵘螈较依靠肺呼吸,然而表皮对于无尾类之气体交换提供一重要补充之途径,尤其当冬天来临他们在冬眠时更是需要用皮肤呼吸。然而即使在正常环境下,肺呼吸正进行时,大部分的二氧化碳由表皮释出,而氧气由肺获取。青蛙是由正压迫使空气进入肺中(不同于人是利用负压),其呼吸过程中,口呼吸和肺呼吸交错进行,但口呼吸的频率大于肺呼吸的频率。 青蛙虽然像我们人一样也用肺呼吸,但它的肺并不发达,仅仅是一对薄壁的囊,构造很简单,气体的交换量也很少,依靠它得到的氧气,不能满足生活上的需要,还得由皮肤呼吸来补足。青蛙的皮肤经常分泌粘液,保持湿润状态,使外界空气中的氧和皮肤微血管血液中的二氧化碳进行交换,以补充肺呼吸量的不足。青蛙透过皮肤呼吸所得的氧,大约占吸氧总量的40%左右。

27 08 2009年
︻┳┻═一☆ (11:27:09) :

变色龙变色取决于皮肤三层色素细胞。 与其他爬行类动物不同的是,变色龙能够变换体色完全取决于皮肤表层内的色素细胞,在这些色素细胞中充满着不同颜色的色素。纽约康奈尔大学生物系的安德森对变色龙的“变色原理”进行了详细解释:变色龙皮肤有三层色素细胞,最深的一层是由载黑素细胞构成,其中细胞带有的黑色素可与上一层细胞相互交融;中间层是由鸟嘌呤细胞构成,它主要调控暗蓝色素;最外层细胞则主要是黄色素和红色素。安德森说,“基于神经学调控机制,色素细胞在神经的刺激下会使色素在各层之间交融变换,实现变色龙身体颜色的多种变化。” 变色龙变色只需20秒!最佳观察时间是夜晚。

27 08 2009年
付强 (17:28:40) :

非常好的科普文章!

27 08 2009年
济南李木木 (18:39:46) :

喜欢这样的科普文章!

27 08 2009年
假日 (19:26:21) :

上次方先生有提过牛奶“乳糖不耐受”,对鲜牛奶、超市卖的纯牛奶、酸奶、不耐受喝下去肚子一天都在叫、但奇怪的是花生牛奶、奶粉、还奶酪糖果等加工奶制品吃多少都不会出现“乳糖不耐受”?————WHY

27 08 2009年
付强 (20:13:24) :

黑素是人体制造的天然防晒霜,用来吸收阳光中的紫外线。
_________________________________________________________

到底是怎样吸收的呢?

27 08 2009年
假日 (20:59:23) :

黑人和白人那个更耐晒,答案很明显是白人。黑人和白人在暴晒时体温增加更快,流汗更多,体液失去会更快更容易休克。应该说是人皮肤变黑是一种被迫的过程而不是适应过程,对于高温、暴晒地区黑人不一定就比白人有更多生存优势。

27 08 2009年
胖哥 (21:51:04) :

TO: ︻┳┻═一☆
关于乌鸡, 你说了那么多,很象那么回事,不过请问你说的那些都有么科学根据么? 如果有, 是否都可靠? 如果你真是在科普(而不是在做什么广告),希望你能象方舟子老师那样,言出有据, 而且是科学家研究出来的可靠”根据”, 而不是用古代(中医)的人和古代的中医书籍把乌鸡当作什么什么, 这样会让你说的这些很没有说服力的.

28 08 2009年
西瓜皮 (02:16:52) :

方老师你好,我是名白癜风患者,患病有十多年了。现虽已不复发,但仍有几处未植皮根除。 现有一疑惑不知何处证实,想向您请教。我还该病正是发育之时,连着发了几年。四处求医,都未有效果。直到我14~13岁,找到一处中医,服用其药约2年,症状不再复发,后又多处植皮,算得以控制。现在回想,该病的病因是不是由生长激素引起,若生长激素停止分泌,是否其实不服用药物,病情也不会继续发展。另外,我了解到,一些中年妇女也易在跟年期患上此病,是否也与激素有关。不知先生对此有无涉猎,愿求教。

28 08 2009年
zhangzg (03:45:08) :

TO: ︻┳┻═一☆
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乌鸡就是鸡的一种,没什么神奇的!还是要以科学的态度看待它,不要以讹传讹。至少不能拿它当药用(补品,保健品)。就是一种不大好吃的一种鸡!偶尔吃一只,无妨!迷信它?先害钱财(比普通的鸡贵N倍,可综合营养价值不会高N倍的),再害人命(没有经济条件想吃它治病但又迷信它的人可就伤心死了)。是无知害了他的命!!!

28 08 2009年
圆周子 (08:45:17) :

当人类祖先脱掉了毛发,变成“裸猿”,浅色的皮肤完全暴露了出来,同时也就变成了“白猿”。
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我们祖先为什么要脱毛呢?是什么原因让其这样进化?
猩猩的毛是黑的,而中国金丝猴的毛是黄的。这和黑色素紫外线也有关系吗?

31 08 2009年
拼音佳佳 (02:10:23) :

未提及的一点是肤色的改变能力.长期不怎么晒太阳,肤色会逐渐变白.夏天游泳只需几个小时就会变的很黑.当然这种急速的变化往往同时伴随光照皮炎…

16 07 2010年
Shades of skin cancer because the mystery of color | cancer liver (01:58:53) :

[…] women of color generally shallow than men, their skin melanocytes is less about 3 to 4%, although people often think this is because men prefer light skin women’s results (this is called the theory of evolution sexual selection), but the underlying causes of women of childbearing age may demand of calcium is much greater than the male, especially in pregnancy and lactation, women have a greater demand for calcium, so lighter skin women, is to UV can penetrate the skin more, produce more vitamin D. You might think that this point of view there is a counter-example: living in the Arctic around the Inuit (formerly Eskimo) people of color are not so shallow as Nordic. However, the Inuit people in large numbers to eat fish and seal fat, these foods are rich in vitamin D, has been enough comment, please go to: http://xysblogs.org/fangzhouzi/archives/5756 […]

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