Цифровой журнал «Компьютерра» № 196 - Коллектив Авторов

Те люди, которые (возможно, в силу своей более светлой кожи) будут страдать от рахита в меньшей степени или вообще смогут его избежать, оставят намного больше потомков. Итак, хотя рак ведёт к быстрой смерти, а рахит — нет, отбор на предотвращение рахита может быть более сильным!

Теперь вы поняли, почему наша кожа белая? Осталось пояснить, почему мы загораем!

Загар — специфичная реакция людей со светлой (но не чрезмерно светлой!) кожей. Негроиды не загорают: синтез меланина в их коже не зависит от ультрафиолетового облучения. Легче всего загорают брюнеты, которые и сами по себе имеют смуглую кожу; сложнее всего загореть и избежать солнечного ожога блондинам с очень светлой кожей. Негроиды имеют кожу с фототипом IV по классификации Томаса Фитцпатрика; неспособных загореть белокожих людей характеризует фототип I; большинство из читателей этой колонки принадлежат к одному из промежуточных типов.

Я временно прерву разговор о цвете кожи, чтобы обратиться к одному из спорных вопросов современной эволюционной биологии. В школе вы учили, что признаки организма делятся на наследственные и ненаследственные. Разнообразие наследственных признаков отражает мутационную изменчивость, которая имеет значение для эволюции; ненаследственные признаки называются «модификациями» и по большей части эволюционно бесперспективны. Такой подход характерен для СТЭ, «синтетической теорией эволюции». В рамках нравящегося мне подхода СТЭ можно рассматривать как II эволюционный синтез, достигнутый около 70 лет назад.

Оптимальной основой для III эволюционного синтеза я считаю ЭТЭ, эпигенетическую теорию эволюции. С точки зрения ЭТЭ признаки делятся не на наследственные (мутационные) и ненаследственные (модификационные), а на устойчивые в своей реализации и неустойчивые.

«Понятия «мутации» и «модификации» на деле совершенно несопоставимы, так как первое относится к сравнению особей, а второе — к сравнению возможностей развития одной и той же особи» (Шишкин, 1987).

Каждый организм обладает своим генотипом, то есть комплексом врождённых задатков. Все признаки организма возникают в ходе онтогенеза, индивидуального развития, в ходе взаимодействия развивающейся системы со средой. Развитие — выбор определённого состояния из множества возможных. Каждый генотип характеризуется определённым полем возможных состояний каждого признака, реализуемых в разных условиях с разной вероятностью. Устойчивые признаки будут закономерно проявляться в различных условиях среды. Неустойчивые будут реализовываться лишь в случае специфического средового воздействия. Любые, даже травматические «модификации» оказываются частью онтогенетических траекторий, доступных для организма с данным генотипом в данной среде.

Описанная мной разница кажется вам несущественной, а сам спор о классификации признаков — схоластическим? Вы недооцениваете, сколько следствий вытекает из этого различия СТЭ и ЭТЭ…

Так вот, при становлении относительно светлой кожи произошло не только изменение некоего количественного признака (содержания меланина в коже). Одна устойчиво реализующаяся норма «расщепилась» на две, переключение между которыми зависит от средовых воздействий. Впрочем, если быть точными, мы видим два крайних варианта с полным спектром переходов между ними. Более того, переход от одного состояния к другому на протяжении жизни может происходить множество раз! Когда мы говорим о загаре, нам кажется, что это солнечные лучи «делают» нашу кожу тёмной (как, например, инфракрасные лучи в духовке создают хрустящую корочку на выпекаемой курице). Нет! Наша кожа сама делается более тёмной или более светлой в зависимости от характера получаемого излучения.

Мало ультрафиолета — более острой опасностью является риск рахита — кожа будет прозрачной для фотохимически активных лучей. Организм получил достаточное количество УФ-облучения — опасность рахита отступила, но вырос риск злокачественных образований — в коже образуется временный меланиновый «щит». По-моему, это красивая адаптация.

Вы помните, в предыдущей колонке я обращал внимание на то, что кожа коренных жителей Африки темнее, чем таковая у коренных жителей Центральной Америки? Не ищите ответа в специфике жизни африканцев и американцев; если она и есть, дело не в ней. Причина в другом — в предыстории (и это вполне типично).

Предысторию цвета кожи надо начинать с того, почему наши предки лишились шёрстной защиты. Два известных мне объяснения этого не альтернативные, а взаимодополняющие, и они уже упоминались в моих колонках. Во-первых, относительно голая кожа с обилием потовых желёз является эффективным механизмом охлаждения. Двуногое положение тела, голая потеющая кожа, использование режущих и колющих орудий и, возможно, способность переносить питьевую воду сделали человека суперохотником. Помните отрывок видео, в котором африканец-бегун догоняет антилопу после восьмичасовой погони под солнцем саванны? Вот ради этого мы потеряли шерсть и передали функцию сохранения тепла подкожному жировому слою. Во-вторых, редкие волоски, покрывающие наше тело, оказались очень удобны для определения положения наружных паразитов. Некоторые из них, как, например, блохи и постельные клопы, угрожают только животным, использующим постоянные логова и жилища; роль таких паразитов в нашей эволюции со временем увеличивалась.

Кожа наших потерявших шерсть предков была светлой. В силу причин, обсуждённых в прошлой колонке, она начала темнеть. Какого именно тона она была на каждом определённом этапе, мы пока уверенно не знаем, хотя можем высказывать об этом обоснованные предположения.

На рисунке ниже я собрал три разных изображения Homo erectus, «питекантропа». Всё это — современные реконструкции, где этот наш предок — вполне обоснованно — похож на нас. Старые ужасные картинки, на которых питекантропы изображались согбенными волосатыми уродцами, я обсуждать не хочу.

Три реконструкции Homo erectus. Источники: первой, второй, третьей.

На какой из реконструкций цвет кожи показан наиболее правдоподобно? Не на первой. Даже если на ней изображен азиатский, а не африканский эректус, его кожа должна быть намного более тёмной. Как-никак, это уже настоящий представитель рода Человек, за плечами которого — длительная эволюция без плотного шёрстного покрова.

С третьей картинкой я тоже не вполне согласен. Экспрессивный мужчина, показанный на ней, имеет эбеновую кожу, почти столь же тёмную, как кожа самых тёмных современных африканцев. Все-таки со времен Homo erectus прошло много времени, и отбор против рака кожи должен был сделать её значительно темнее.

Итак, выбираем вторую реконструкцию! Она, кстати, кажется мне наиболее правдоподобной и по иным деталям внешнего облика нашего близкого родственника. Вероятно, наши предки были такими. У их потомков, живших в Африке, кожа продолжала темнеть. А потом у тех из них, которые заселили Евразию, она начала светлеть. У большинства (относящегося к фототипам II, III и IV) возникли две значительно отличающиеся друг от друга временные нормы, переключение между которыми зависит от ультрафиолетовой инсоляции. Может, какую-то роль в этом процессе сыграло и скрещивание с неандертальцами, которые имели намного более долгую историю жизни в Евразии и должны были иметь более светлую кожу.

«Митохондриальная» (основанная на анализе эволюции генома внутриклеточных симбионтов — митохондрий) карта расселения Homo sapiens по планете. Обозначения в белых кружках — митохондриальные линии; цветные дуги и круги — оценка времени, прошедшего после заселения данных территорий. Источник — Википедия

При заселении Азии передовые отряды двигались вдоль побережья Индийского океана. Они довольно быстро заселили острова Юго-Восточной Азии и Океании, а потом — и Австралию. Они сохранили исходный для нашего вида тёмный цвет кожи.

Те переселенцы, которые продвигались к северу, вынуждены были светлеть. Сильнее всего отбор на уменьшение количестве меланина в коже сказался на северянах. Впрочем, народы Крайнего Севера, которые живут рыболовством и часто питаются печенью морских млекопитающих, остались неожиданно темнокожими. Им незачем светлеть, так как их пища содержит много витамина D.

Во время оледенений значительная масса воды оказывалась связана в ледниках. Уровень воды в океанах понизился, и на месте нынешнего Берингова пролива обнажился массив суши — Берингия. Она то покрывалась льдами, то в значительной степени освобождалась от них. По мамонтовым степям (особому, исчезнувшему сегодня биоценозу) Берингии фауна Северо-Восточной Азии, включая людей, проникла в Северную Америку. Перед ними открылся сухопутный массив, тянущийся от Аляски до Патагонии. По мере их расселения в умеренных широтах Северной Америки их кожа продолжала светлеть. У жителей низких широт кожа начала темнеть, но так и не успела стать настолько же тёмной, как у коренных африканцев. У жителей умеренных широт Южной Америки кожа снова начала светлеть…