老人常说:没事多晒晒太阳,补补钙,这是有科学依据的。
阳光中的紫外线可以促进身体产生维生素D,它可以调节身体对钙的吸收。钙关系到生存与繁衍,而皮肤的颜色可以对紫外线吸收数量进行调节,也就是说皮肤的颜色关系到生存与繁衍。
紫外线决定了原始人类的生死
阳光平常看起来是白色的,实际上它是一种混合光,早期牛顿就做过实验,让阳光通过三棱镜,于是便得到了彩虹的颜色。除了我们能看到的彩虹色,实际上阳光中还含有一些我们看不到的颜色,紫外线就是其中之一。
紫外线是一把双刃剑,当它照射到皮肤上时,皮肤细胞中含有一种物质(7-脱氢胆固醇)会与它产生化学反应生成维生素D。
(延伸:维生素D的活性并不高,还需要与肝脏、肾脏的酶反应生成一种物质【骨化三醇】,这种物质活性最好,可以调节消化系统、肾脏、骨骼对钙的吸收和代谢)
紫外线多:天气预报也总报道紫外线强度,太阳太大需要阳伞,因为当紫外线足够多会使皮肤致癌,维生素D太多会使较软的骨骼钙化,后代会有脊柱裂(椎管闭合不全)。
紫外线少:紫外线太少,维生素D不充足,孕育后代会有腿瘦、软骨、畸形(佝偻病)的风险。
总之紫外线多了、少了都不好,各地光照强度不同,那么应该怎么办,数量怎么定?原始时代,一切主要靠环境来定,优胜劣汰会给出答案,而决定的关键在于——黑色素。
黑色素是一种调节剂
黄人、白人、黑人等等,肤色主要靠皮肤中的色素的种类和含量决定的。大部分植物在我们看来为绿色是因为植物中物质吸收了阳光中大部分光,反射出绿光。万物颜色的由来都是由物质本身对光吸收的情况决定的。
(延伸:物质都是由原子组成的,原子核外电子处于不同能态,物质所能吸收的能量,或者说所能吸收的光,取决于电子所处的能级以及跃迁的能力)
有些物质之所以看起来是黑色的,主要因为它可以吸收太阳的大部分(甚至全部)可见光,物质没有反射光,因此看起来就是黑色的。
我们说的黑色吸热,并非物质是黑色的所以吸热,应该说因为它能吸收大部分可见光,所以呈黑色,吸收了几乎所有的光(光能量)所以温度升高,因此说黑色吸热。黑色素可以吸收大部分可见光,并且还可以吸收紫外线。
如果理解了这些,黑色素的功能就很好理解了:
吸收、分解紫外线,保护皮肤。
对热源有吸收作用,保持体内细胞温度的恒定。
降低维生素D的含量,稳定体内钙离子与其他微量元素的平衡。
光照强度较高的地区,维D很容易满足,需要抑制它,较多的黑色素可以再皮肤表层通过分解和吸收的能力截断紫外线入侵到基底层与真皮层下面,从而保护皮肤,并且防止过多的维D形成。这个地区的人由于黑色素较多,所以皮肤更深。
图:爱斯基摩人
光照强度较弱的地区,例如一些寒冷的地区,本来就要多穿点兽皮,如果皮肤再黑点,那么维D就少了,因此来到这些地区的原始人类会慢慢演化出较低的黑色素,也就是白色的皮肤。
肤色的自然选择
进化论是目前科学主流的生物演化理论,在这个主流的理论中人类(智人)起源于东非大草原,这里位于赤道附近,光照强度感人,只有“较黑”的原始人才能抵挡住超量的紫外线。
黑色素的合成需要人体内的多种酶(酪氨酸激酶TYR、酪氨酸酶TYRP-1、多巴色素异构酶DCT),黑色素的含量与活性又取决于酪氨酸激酶的含量,总之都取决于蛋白(酶是一种蛋白质)。蛋白质的合成是由DNA决定的,换句话说黑色素的多少(黑皮肤)是由基因决定的。
想象一下非洲大草原上的古人,有白一点的、有黑一点的,黑一点的更容易存活,他们把基因一代一代传承下来,演化的方向就是黑色的皮肤,因此非洲人的皮肤是黑色的。
在日常生活中,比如说大一军训,很多原本很白的皮肤也会在烈日炎炎下变黑,这是一种身体的、后天的、短时的自我调节。非洲人的黑色皮肤是源于基因的,即使天天军训的解放军叔叔也黑不到非洲人的程度。
如今,这种事情已经不重要了,因为我们有维生素D补充剂和防晒霜。
非洲大陆大部分面积都位于地球南北回归线之间,绝大部分地区年平均气温在20℃以上,当地的紫外线照射非常强,一年四季都处于太阳的照射之中。而非洲人的黑色皮肤也大大降低了皮肤癌的概率,紫外线越强的地方,人类的肤色普遍都要偏深一点,比如靠近赤道的泰国以及印度等地。
尽管说黑色很吸热,但要知道维度低光照强烈,这样紫外线也会很强。这就导致对于身体的危害很大,慢慢的,非洲人身体内会产生将紫外线转化也为无害能量的黑色素,所以就导致他们的肤色很黑。这只是长期进化适应环境的结果,非洲人的黑色皮肤是可以抵御紫外线带来的伤害的,所以洲人的皮肤很黑,与热没有关系。
人体在常温下是散热体,而黑色皮肤散热性好,这有利于在热带生存。人的头部,眉部,腋部,阴部等处为何长毛,其主要原因是为了局部散热。人到老年毛发变白了,就因为年老火力差了,需要保温。寒代人白皮肤也是为了保温作用。
如果说现代的考古学没错的话,人类都起源于非洲大陆,那么我们的祖先恐怕都很黑,但当一些人类迁徙到高纬度的区域时,紫外线的强度也会随之下降,这个时候人就不需要那么多黑色素了,于是在千万年的演化当中,这些区域的人类肤色就越来越淡,最后不同肤色的人种就这么产生了。
还有一个误区是大家会觉得非洲哪里都很热,其实不然,除了撒哈拉沙漠这种确实很热的地方以外,其他地区我国的成都重庆杭州的夏天相比凉快多了。
所以说,尽管青藏高原的平均温度很低,但是那里海拔较高,紫外线强,所以生活在那里的人们皮肤也是黑的。
我们都知道这世界上的人类存在着三种肤色,分别是黄色,黑色以及白色,白色的大多都是欧美人种,而黄色的大多数是亚洲人,黑色的则是非洲人,而在绝大部分的印象当中,非洲这个地区其实都是非常炎热的,那里的人们的肤色都非常之黑,这种现象让很多人非常的好奇,因为很多人都知道黑色这种颜色是非常吸热的。
这似乎是一个悖论,但是其实这是进化过程当中所产生的必然现象,因为在很早之前非洲生活的人类就有着黑色的皮肤,而它们进化出黑色的皮肤并不是太阳暴晒所导致的,而是因为非洲在赤道区域,所接收的太阳光辐射非常之强,而人体的皮肤具有着吸收太阳辐射的功能,人体皮肤之所以具有吸收辐射的功能,是因为它本身具有着叶酸。
叶酸这种东西具有的越多,那么肤色就越黑,这是人体的必然进化机制,非洲人为了抵抗更强的辐射,所以进化出了更黑的皮肤,这样可以很好的保护他们不受太阳辐射的伤害,而在这种环境的影响之下,长期以来非洲人的肤色就变成了一种基因的传承,所以很多的非洲小孩生下来就是肤色比较黑的,而在其他的区域,比如说亚洲区欧美区等远离赤道的地方,很多人的肤色都是黄色或者是白色的,如果这些黄色人种以及白色人种经过长时间的太阳暴晒之后,那么肤色也会变黑,之后如果好好保养的话,自然也会恢复。
值得一提的是,非洲人的皮肤防护力非常之强,那里的皮肤癌发生几率非常低,远远低于欧美区域及亚洲区,所以来说黑色皮肤还是有着非常大的好处的,很多人认为黑色皮肤的人种样貌非常的奇怪,但是其实非洲人的皮肤是所有人种当中皮肤最好的。
这主要涉及皮肤的保护作用。黑色素吸热,是因为黑色素吸收了可见光,同时阻挡了紫外线等,保护其他无色素细胞。在非洲,后者的保护作用显然对人体更为重要。也是说非洲人黑色皮肤。