Допустим, мутация, вызвавшая радикальное сокращению волосяного покрова и появление голой кожи, произошла случайно. Гоминины с этой мутацией могли переносить дневную жару, спасаясь от перегрева путем испарения пота с голой кожи.
Не все качества являются абсолютно выгодными – избавление от шерсти имело свою цену. Когда гоминины начали регулировать температуру тела с помощью потоотделения, они стали намного сильнее зависеть от источников воды. В Африке трудно найти питьевую воду в засушливый сезон. Информация о том, где и когда можно добыть воду, стала жизненно важной, следовательно, ранним гомининам пришлось хранить в памяти знания об условиях в разные периоды года и передавать их следующему поколению. Более того, частые походы к одному и тому же источнику опасны, поэтому стала важной способность эффективно передавать информацию об этих опасностях.
Ультрафиолетовое излучение также должно было обернуться проблемой для наших лишившихся шерсти предков. Без защитного барьера из шерсти кожа гоминин подвергалась прямому воздействию ультрафиолета, который может вызывать серьезные ожоги. Что более важно с эволюционной точки зрения, ультрафиолетовое излучение может приводить к дефектам плода, разрушая фолиевую кислоту в организме матери. Чрезмерное воздействие солнечных лучей в перспективе снижает жизнеспособность потомства; давление отбора неизбежно вело к появлению защитного механизма.
В организме человека эту функцию выполняет особое вещество – кожный пигмент меланин. Он вырабатывается специализированными клетками – меланоцитами. Чем больше его производится, тем темнее кожа. Именно поэтому мы считаем, что первые гоминины в Африке имели относительно темную кожу. Променяв шерсть на пот, древние люди должны были обзавестись темной кожей, чтобы выжить. В отличие от этого, животные с темной шерстью, например шимпанзе, обычно имеют светлую или белую кожу. Поскольку шерсть поглощает солнечные лучи, нет необходимости в пигментации находящейся под ней кожи, а следовательно, и причин для окрашивания кожи.
По этой логике, первые люди с голой кожей должны были быстро стать относительно темнокожими, а все мы сейчас – принадлежать к «черной расе». Однако не у всех в мире темная кожа, у некоторых она почти белая. Как в нашей эволюционной истории появились многочисленные «Белоснежки»?
Как мы вернули светлую кожу
Когда анатомически современные люди расселялись по миру, они перемещались из экваториальных областей на север, где меньше солнца. Время широкого расселения гоминин пришлось на очередной цикл оледенения и межледниковья – ледниковый период. В периоды ледниковья частота пасмурных дней увеличивалась, света было немного. При снижении интенсивности инсоляции нужно было блокировать меньше ультрафиолета, и люди уже не испытывали потребности в большом количестве меланина. Одного этого изменения, однако, было недостаточно для запуска процесса осветления кожи – не нуждаться в меланине не то же самое, что нуждаться в светлой коже. Если бы меланин не имел никакого отношения к выживанию, не было бы разницы, темная у вас кожа или светлая.
Оказалось, что цвет кожи не является сугубо элективным признаком. Он критически значим для регулирования потребления питательных веществ. В случае фолиевой кислоты от цвета кожи может зависеть жизнь. Чтобы выжить в регионе с интенсивной инсоляцией, нужно много меланина, аналогично для выживания в регионе со слабой инсоляцией меланина у вас должно быть мало. Почему? Потому что нашему организму требуется некоторое количество ультрафиолета для синтеза витамина D. Витамин D играет определяющую роль в кальциевом обмене и усвоении питательных веществ, без него кости теряют прочность и деформируются, поскольку кальций не усваивается как следует. Если взрослые на долгое время лишаются витамина D или дети испытывают его дефицит в периоды роста, у них могут развиться рахит и другие опасные расстройства.
Деформация костей не обязательно приводит к смерти, но женщин репродуктивного возраста она, безусловно, ставит на грань выживания. Особенно губительна в смысле деторождения деформация костей таза. Перед лицом столь очевидной репродуктивной угрозы для матерей и младенцев человечество выработало защитный механизм – светлую кожу, способствующую синтезу витамина D в северных регионах.
На карте мира цвет кожи меняется плавно, градации соответствуют широте. Более темная кожа наблюдается в экваториальной области, а более светлая – вдали от экватора, как и предсказывает гипотеза, увязывающая этот признак с витамином D. Причиной градации является то, что годовая доза солнечной радиации зависит от удаления от экватора: чем ближе к экватору, тем этот показатель выше, чем дальше, тем он меньше.
Гены, определяющие цвет кожи, были открыты совсем недавно – сообщение об обнаружении первого такого гена, отвечающего за выработку меланина, появилось в 1999 г. С тех пор было открыто по меньшей мере еще двенадцать генов. Изменчивость цвета кожи обусловлена их комбинациями. Некоторые гены являются регулирующими: они «включают» или «выключают» ген, вырабатывающий меланин. Белоснежка из знаменитой немецкой сказки XIX в., вероятно, имела один из генов, отключающих ген, который отвечает за выработку меланина.
Хотя географическое распределение оттенков кожи соответствует широте, частота каждого из этих специфичных генов меняется в зависимости от континента. Например, и живущие в западной части Тихого океана полинезийцы, и уроженцы Экваториальной Африки имеют темную кожу, но разного оттенка и разной насыщенности. Более того, светлую кожу обитателей Северной Европы и северо-востока Азии обусловливают разные гены. Даже у людей, живущих на одной широте, цвет кожи различается по многим параметрам в зависимости от того, как давно народ обитает в этом регионе и сколько витамина D содержится в его повседневном рационе.
В 2015 г. Дэвид Райх и его группа из Гарвардского университета опубликовали интересное исследование об оттенках кожи. Они сделали удивительное открытие: оказывается, европейцы являются светлокожими лишь около 5000 лет. Это кажется невероятным, древние люди, покинув Африку, обитали в Европе во время ледникового периода. Безусловно, при критически низких уровнях УФ-излучения в те времена они должны были лишиться придающего коже темный оттенок меланина, который препятствовал выработке витамина D. Следовательно, мутация, «создавшая» белую кожу, должна была случиться самое меньшее несколько сот тысяч лет назад, если не миллион или более, поскольку именно тогда древние люди стали жить в Европе. Но может быть, анатомически современные люди покинули Африку совсем недавно и лишь тогда мигрировали в Европу? Даже в этом более консервативном случае светлокожесть должна была появиться по крайней мере несколько десятков тысяч лет назад, у неандертальцев. Пять тысяч лет – неожиданно мало. Как это объяснить?
Все большее признание завоевывает гипотеза, в соответствии с которой позднее появление этого гена связано с переходом к земледелию и оседлому образу жизни. До возникновения земледелия не было острой необходимости вырабатывать в организме витамин D даже на территориях с недостаточной инсоляцией, потому что наш повседневный рацион содержал достаточно витамина D, поступающего с растениями, морепродуктами и мясом. Когда же мы перешли к оседлому земледелию как основному источнику продуктов питания, то стали потреблять все больше обработанного зерна и углеводов, бедных многими нутриентами, в том числе витамином D. Поскольку получение витамина D с пищей оказалось недоступным, мутация, уменьшающая продукцию меланоцитов (клеток, вырабатывающих меланин), обеспечила своим носителям преимущество. Снижение активности меланоцитов привело к появлению более светлой кожи, позволяющей синтезировать витамин D даже при малом количестве солнечного света.
