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非洲本來就很熱而黑色又吸熱,非洲人為何還會前進演化成黑人呢?

2024-09-29科學

黑色之所以在日光下迅速吸熱,正是因為這種顏色能高效吸收陽光;同理,在陰涼之處,黑色的散熱之快亦是其顯著特性。

然而,人類的膚色變化與溫度並無直接關聯,真正影響膚色變化的是紫外線。以黃種人為例,我們的膚色變化振幅極大,既可以白到勝過白種人,又能黑到與黑人相近。是紫外線這股看不見的力,影響著我們的膚色;而防曬品並非用來隔絕熱量,而是為了避免紫外線對我們皮膚的傷害,同時防止膚色因紫外線照射而改變。

那麽,紫外線為何能讓我們變黑呢?這是由於它對我們的身體構成了危害,而皮膚變黑是身體的自然防禦機制。

在電磁波譜中,比紫外線能量更高的是醫院裏用於診斷的X射線。X射線之所以有致癌性,正是因為它高能的特性,能夠穿透我們的身體。盡管紫外線無法穿透我們的體膚,但它卻能穿透我們無保護的皮膚,對真皮細胞造成損害。太陽大量散發出紫外線,因此陸地生物都需要發展出應對策略。

紫外線作為高能量的短波電磁輻射,能穿透裸露的皮膚,直接損害細胞中的DNA,引起基因突變,甚至誘發惡性皮膚腫瘤。紫外線還能分解血液中的葉酸,影響孕婦,可能導致她們產下患有脊柱裂、無腦兒等嚴重神經系統缺陷的嬰兒。此外,紫外線還可能誘發腎臟疾病等健康問題。

總之,對於陸地生物而言,紫外線具有潛在的傷害性。但哺乳動物和鳥類透過毛發和羽毛反射紫外線,從而保護自身免受傷害。而人類在前進演化過程中失去了濃密的體毛,我們的皮膚直接暴露於陽光之下。若無有效的防護機制,我們將變得如同文學作品中的吸血鬼,見不得陽光。於是,在前進演化的歷程中,我們的祖先發展出一種能產生黑色素的皮膚細胞,這種細胞分子能有效阻擋紫外線,保護我們免受傷害。因此,其他動物依靠毛發,而我們則依靠黑色素。

毛發和黑色素都能夠保護動物遠離紫外線的危害,而那些水棲哺乳動物和習慣生活在洞穴中的哺乳動物,因不再需要毛發保護,也同人類一樣失去了體毛。

關於體毛的消失,一種觀點認為這是由於人類祖先發展出的超遠距離奔跑能力,促使他們成為了獵人。

前進演化生物學家認為,人類祖先在約160萬年前失去了體毛,這一過程與人類奔跑能力的提升同步。在此期間,人類祖先開始以肉為食。在缺乏尖牙利齒和卓越短跑能力的情況下,他們依靠長距離奔跑和陽光,透過使獵物中暑而捕食它們。這種策略要求我們的祖先擁有新的散熱機制,以適應高溫環境。因此,人類不僅失去了體毛,還發展出了發達的汗腺。

長跑的能力改變了我們的身體結構,使我們擁有了無毛皮膚和高效的汗腺,但同時也使我們需要尋找防範紫外線傷害的方法。由於長跑捕獵策略主要在非洲草原的炎熱環境中實施,我們無毛的皮膚和汗腺的高效散熱,使我們能追逐獵物直至其中暑。與此同時,我們皮膚的無毛狀態也使我們容易受到赤道強烈紫外線的傷害。為避免紫外線帶來的損傷,我們的祖先前進演化出了黑色素細胞。

需要額外提及的是,黑人的分布並不僅限於非洲。

事實上,黑人的分布遍布全球。在非洲,原住民膚色最深的群體居住在赤道附近,膚色隨著離赤道越遠而逐漸變淺。而在澳洲,盡管如今白人居多,原住民的膚色依舊很深。由於白人是殖民者,不計入原住民統計,因此在膚色分布圖上,澳洲大部份地區被標為深色,只有南端有淺棕色人種。

全球原住民膚色的分布,可以用紫外線強度在全球不同緯度的分布來解釋。

隨著人類遷移到紫外線較弱的地區,膚色也逐漸變淺,以至於幾乎無色。嚴格說來,白種人並非真正的「白」,他們僅僅是缺乏色素。而在紫外線照射較少的地區,膚色變淺成為前進演化的選擇,因為紫外線並非全然有害——它能幫助我們生成維生素D,這對於骨骼發育至關重要。維生素D的嚴重缺乏甚至可能導致嬰兒和兒童的死亡。因此,在缺少紫外線照射的地方,深色皮膚反而成為生存的不利條件。當然,現代社會透過補充維生素D或攝取富含維生素D的食物,解決了這一問題。

綜上所述,人類膚色的分布是生物適應環境和前進演化過程的生動證明。