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非洲很热而黑色又吸热,为何非洲人仍然进化成黑人呢?

很有趣的问题。

黑色吸热快是在阳光下吸热快,在阴凉处黑色散热也快。不过,人的肤色变化和热无关,而是和紫外线有关。作为黄种人,我们的肤色变化是最极端的,既可以变得比白人还白,也可以变得和黑人差不太多,而引发我们自己肤色变化的因素是紫外线,而防晒产品也不是防热,而是防止我们被紫外线晒伤,同时也保护肤色不因紫外线而发生变化。

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图示:夏日紫外线,让长期呆在户外的黄种人很容易就变成黑色的黄种人

为什么紫外线会让我们变黑?因为它对人体有害,黑是身体的自我保护。

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图示:电磁波谱图,知道X射线有害,就容易理解紫外线为何也有害。

比紫外线能量更高的电磁波,就是医院里用来检查身体的X射线了,X射线能致癌就是因为它的能量高,而且可以穿透我们的身体。但紫外线虽然不能穿透我们的身体,但也已经能够穿透我们无防护的皮肤,深入真皮细胞造成损伤。太阳大量释放紫外线,生活在陆地上的生命都需要找到应对它的办法。

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图示:太阳释放的紫外线。能量特别高的紫外线C和D,被臭氧层阻挡,这是生命能生活在地面的基础,否则我们可能全都会被太阳晒死。紫外线B(UVB)和紫外线A(UVA),会伤害我们裸露的皮肤。

紫外线是一种短波电磁辐射,能量较高,可以穿透裸露的皮肤直接伤害细胞中的DNA,引起基因突变,可能导致恶性皮肤癌,紫外线还能分解血液中的叶酸,叶酸浓度降低,对孕妇来说非常危险,这可能导致她们生下脊柱裂、无脑儿等神经系统发生严重发育问题的孩子,此外紫外线也能诱发肾脏病等健康问题。

总之,对生活在陆地上的动物来说,紫外线具有潜在伤害能力,但哺乳动物和鸟类拥有的毛发和羽毛,能反射紫外线,防止紫外线带来的损伤,所以它们不需要在额外想办法对抗紫外线。但人类在进化的过程中则失去了浓密的体毛,在所有灵长类动物中,只有人类失去了浓密的体毛,从此我们的皮肤几乎裸露在了太阳下,如果不想点办法来对抗紫外线,那我们自己就成了文学作品中的见不得阳光的吸血鬼了,老祖先在进化的过程中,”想出来“的办法则是进化出一种生产黑色素的皮肤细胞,黑色素这种分子能够有效地屏蔽紫外线,防止它的伤害。所以,其它动物有毛,我们则有素。

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图示:毛发和黑色素都能保护动物免遭紫外线损伤,而那些下了水不上岸的哺乳动物以及主要生活在地道中的哺乳动物,由于不再需要毛发的保护,它们也就和人类一样脱去了毛发。

我们为什么会失去体毛?因为祖先用超长距离奔跑的能力狩猎

进化生物学家们认为,人类的先祖大约在160万年前脱去体毛,这一过程与人类奔跑能力的进步是同步发生的,同时在这个时候开始人类先祖开始进入肉食时代,在没有尖牙利爪和杰出的短跑能力的情况下,我们的祖先依靠长跑和太阳来狩猎,我们用马拉松般的长跑让那些被我们追逐的动物中暑而死。别笑,2007年,哈佛大学和犹他大学的两位科学家Daniel E. Lieberman和Dennis M. Bramble证明,在高温干燥的环境中,马拉松运动员能跑赢赛马,当然是在长途奔跑中。就是因为我们脱去了体毛,还拥有发达的汗腺。

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图示:长跑是人类进化过程中获得的关键能力

长跑改变了我们的体型,给予了我们无毛的皮肤,发达的汗腺,但同时也让我们的祖先需要找到避免紫外线伤害的办法,因为长跑狩猎的办法主要适用于非洲草原上的酷暑环境,利用我们无毛和汗腺带来的超强散热优势,让被我们追逐的动物中暑而死,或由于体温过热不得不停下休息。但与此同时我们无毛的皮肤也让自己暴露在赤道强烈的紫外线中,要防止上面提到的紫外线损伤,我们的祖先进化出了黑色素细胞。

最后有必要补充一句,黑人不止非洲有。

黑人不止非洲有,非洲也不止有黑人。

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图示:世界原住民肤色地图

这里的原住民是说在没有人的时代,最初到达该地并驻留在该地的人群,不包括后来因为奴隶贩卖、殖民、移民等因素而去的外来者的肤色。图中央显示的非洲,非洲肤色最深的人正好呆在赤道附近,随着远离赤道,肤色开始变浅。除了非洲外,澳大利亚(地图右下角)原住民的肤色也很黑,虽然现在澳大利亚的白人很多,但由于他们是殖民者,不被统计在内,所以在这张地图上澳大利亚全被黑色占据,只在最下方的角落里存在一些肤色稍微浅一点的棕色人种。

全世界原住民的肤色,基本能用全球各纬度紫外线强度来进行解释。

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图示:全球各纬度年均紫外线强度分布图,把这张图和上一张原住民肤色图对照看,就能体会到肤色和紫外线强度间的关系

随着人类迁徙到紫外线弱的地区,肤色就开始变浅,甚至近乎于无,严格来说白种人压根不白,他们只是缺乏色素。至于为什么缺乏紫外线的地区会发生肤色变浅这样的进化,原因在于紫外线也不是只有害处没有一点益处,事实上紫外线能帮助我们的身体合成维生素D,而维生素D对人类骨骼发育非常重要,严重缺乏维生素D,足以让新生儿和儿童死亡。所以,到了缺乏紫外线地方,肤色黑反倒成为生存劣势。当然,现在通过人为补充维生素D或摄入富含维生素D的食物,可以解决这个问题。

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图示:由于紫外线强度是渐变的,所以分布在全球各地的原住民们的肤色也呈现明显的渐变,人类的肤色是生物适应环境和人类进化的证据之一。

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