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光與色的演化密碼:人類膚色差异與生殖隔離全揭秘

今天我們以基因證據為基礎,繼續探討現代人類的非洲起源。 在留言區裡,大家最關心的莫過於膚色問題。 既然所有現代人都源自非洲,為什麼世界各地的人群膚色會差异如此之大? 聽起來似乎是“曬太陽曬黑”的簡單道理,事實上,這背後蘊含著更深的演化玄機。

光與色的演化密碼:人類膚色差异與生殖隔離全揭秘

首先,從全球膚色分佈圖可見,膚色深淺與緯度高度相關:陽光越强烈,膚色越深; 陽光越微弱,膚色越淺。 要理清這一機制,先得將時間倒回到人類祖先尚未褪去體毛之時。 類猿的毛髮濃密,而其皮膚通常是淺色的——就像黑猩猩,黑毛下的皮膚幾乎呈淡粉色(北極熊的黑皮膚是為了更好地適應寒冷,屬個例)。 囙此,我們有理由推測,早期人類露出皮膚後同樣是淺色的。

隨著狩獵活動對耐力的要求提升,少毛利於散熱的人群逐漸佔據優勢,“裸皮”逐漸成為主流。 但裸露的淺色皮膚暴露在强烈紫外線下,會暫時產生更多黑色素導致曬黑——這雖能減輕紫外線傷害,卻不會遺傳給後代。 真正讓整個人群膚色變深的,是隨機出現並帶來生存優勢的深色皮膚基因突變。 深色皮膚能更有效地阻擋紫外線,保護體內對神經管發育至關重要的葉酸不被破壞,因而攜帶這一突變的個體繁衍更為成功,黑皮膚在人口中逐漸占比提高。

那麼,為什麼有人群保留淺色皮膚? 當非洲人群遷徙到高緯度的歐洲,太陽光强度驟減,且日常穿著更厚重,紫外線對葉酸的威脅大為降低,不再需要過多黑色素。 同時,黑色素合成本身也耗費能量,於是能够用更少能量“白皮膚”個體小有優勢。 更關鍵的是,淺色皮膚更利於合成維他命D,保障鈣吸收與骨骼健康。 在光照有限的環境中,淺膚色人群的後代生存率更高,淺色基因亦因而被篩選出來。

有趣的是,美洲高山族膚色的南北差异並不如非洲和歐洲那般明顯,因為人類進入美洲僅約一萬餘年,尚未經歷足够長的時間分化,堪稱膚色演化的過渡階段。

接下來回答另一比特觀眾的疑問:“既然人是由猴子進化來的,為什麼存在生殖隔離?”生殖隔離用於界定物種:如果兩個族群無法交配,或雖能交配但後代不育,就可視為不同物種。 馬與驢交配雖能生殖,但後代騾子染色體不配對,故絕大多數騾子不育,馬與驢仍屬不同物種; 而狼與狗同屬犬科同種(Canis lupus),犬馴化而來,無生殖障礙; 人類與黑猩猩並非同屬,更非同種,自然無法繁育後代。

至於智人、尼安德特人和丹尼索瓦人的關係:2010年以來的古DNA研究顯示,非洲以外的現代人群體內普遍含有1%–4%的尼安德特人基因,而巴布亞新磯內亞高山族中有約6%的丹尼索瓦基因。 這意味著古智人與他們能够相互通婚並產生可育後代,學界囙此傾向將尼安德特人和丹尼索瓦人視為智人的亞種。 最新發表於《Cell》雜誌的研究還發現,撒哈拉以南非洲人群中平均含有約0.3%的尼安德特人基因,表明部分尼安德特人曾回遷非洲。

最後,有觀眾好奇:“如果地球環境和氣候相似,為什麼只有非洲孕育出人類?”事實上,地球各大洲在環境和氣候上各不相同。 兩百萬年前,非洲森林大幅退縮,迫使原始猿類從樹上邁向草原,新的生存壓力催生了體毛减少與裸露皮膚的基因突變,並使其脫穎而出。 其他大陸若無相似的環境變遷,就難以觸發相同的演化路徑。 誠然,人類的誕生充滿機緣巧合,但化石與基因證據都指向非洲單一起源。 未來若有新發現,也必將為我們帶來更多有趣的假說。

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