Wovon hängt die menschliche Hautfarbe ab? Melanin-Pigment. Zur Anpassung des Menschen an geoklimatische Faktoren. Warum haben verschiedene Nationen unterschiedliche Hautfarben? Wo sitzt das Gen für die Hautfarbe?

Die Hautfarbe ist eines der variabelsten Merkmale des Menschen als Spezies. Es wird angenommen, dass es einen adaptiven Charakter hat, dh es passt sich den Umweltbedingungen an, um den maximalen Nutzen für den Körper zu erzielen. Durch die dunkle Hautfarbe können Sie sie daher in Regionen mit heißem Klima vor den negativen Auswirkungen übermäßiger UV-Strahlung schützen, und helle Haut sorgt für eine erhöhte SyntheseDin Gebieten mit wenig Sonnenlicht.

Inzwischen sind nur wenige mit der Hautfarbe assoziierte Gene bekannt, die allesamt durch Untersuchungen am Erbgut der Europäer identifiziert wurden. Die Autoren der neuen Studie konzentrierten sich auf Afrika, nicht nur, weil dieser Kontinent als Wiege der Menschheit gilt, sondern auch, weil die Palette der Hauttöne der Bewohner dieser Region am vielfältigsten ist – von hellbraun bis fast schwarz.

Der Vergleich der genetischen Informationen von fast 1.600 Menschen aus ethnisch unterschiedlichen Bevölkerungsgruppen und Daten zu ihrer Hautpigmentierung ergab sechs Regionen des Erbguts, in denen Mutationen Unterschiede in der Hautfarbe bestimmen. Dank dessen konnten Wissenschaftler Antworten auf einige der Geheimnisse der menschlichen Evolution finden. So wurde zum Beispiel deutlich, warum Ostafrikaner eine hellere Haut haben als andere Afrikaner.

Die meisten der neu entdeckten genetischen Varianten sind sehr alt. Mutationen im Zusammenhang mit dunkler und heller Hautfarbe traten vor mehr als 300.000 und einige vor etwa einer Million Jahren auf, sogar vor der Existenz des modernen Menschen. Gleichzeitig bestimmen die ältesten genetischen Variationen genau den hellen Farbton der Haut. Dies deutet darauf hin, dass unsere Vorfahren eher hellhäutig als dunkelhäutig waren, sagte die Hauptautorin der Studie, Sarah Tishkoff (Sarah Tischkoff) von der Pennsylvania State University (USA).

Als sie ihren Haaransatz verloren und aus dem Dschungel in die Savanne zogen, benötigten die frühen Menschen eine dunklere Haut. Tishkoff und ihre Kollegen konnten Spuren dieser genetischen Veränderungen identifizieren – ein Teil der neu entdeckten Varianten, die den Hautton bestimmen, wird mit einer Reaktion auf ultraviolette Strahlung und dem Melanomrisiko in Verbindung gebracht ().

Insbesondere sprechen wir über eine Variante des GensDDB 1, verbunden mit dunkler Hautfarbe und verantwortlich für die Wiederherstellung der DNA in Hautzellen nach Sonneneinstrahlung. Afrikaner sind vergleichsweise selten krank. Gleichzeitig die „schützende“ Variante dieses Gens meistens gefunden bei Bewohnern von Regionen mit der stärksten ultravioletten Strahlung. Laut Tishkoff spielt diese Mutation eine Schlüsselrolle bei der geringen Zahl von Hautkrankheiten in afrikanischen Ländern. Gleichzeitig wird diese Mutation außerhalb Afrikas nicht durch natürliche Selektion unterstützt, sie tritt bei Menschen mit heller Haut praktisch nicht auf. Dieser "Wechsel" fand vor 60.000 bis 80.000 Jahren statt, ungefähr zu der Zeit, als die modernen Menschen begannen, vom afrikanischen Kontinent abzuwandern.

Genetische Mutationen verändern Menschen manchmal so sehr, dass es erstaunlich ist. Und es ist nicht klar, ob die Natur sie betrogen oder bestraft hat. Aber sie sehen wirklich einzigartig aus.

Menschen mit genetischen Anomalien sind nicht dafür verantwortlich, dass sie so aussehen. Ihr Auftreten hängt nicht vom Willen des Menschen ab. Daher ist es notwendig, ihre Besitzer mit Verständnis und Fingerspitzengefühl zu behandeln.

Vitiligo

Diese Mutation führt zu Veränderungen der Haut-, Haar- und manchmal sogar der Nagelfarbe. Es gibt kein Heilmittel für sie.

Winnie Harlow, die Vitiligo hat, arbeitet als Model. Sie ist bekannt für weiße Streifen auf der Haut des Negroid-Typs.

Ungleiche Zwillinge

Diese Babys entwickelten sich aus demselben Ei, wurden aber mit unterschiedlichem Aussehen geboren, im Gegensatz zum Standardklischee, dass eineiige Zwillinge wie zwei Erbsen in einer Schote sein sollten.

gescheckte Haut

Eine Person mit dieser Mutation wird mit völlig weißen Flecken ohne Melanozyten auf der Haut geboren. Und auch weiße, ähnlich grauen Haarsträhnen.

Albinismus

Albinismus betrifft Menschen aller ethnischen Gruppen. Menschen mit dieser Mutation sind durch ein angeborenes Fehlen des Pigments Melanin gekennzeichnet, das Haut, Haar und Iris Farbe verleiht.

Dieses Mädchen ist Afroamerikanerin, aber aufgrund einer Anomalie sieht sie aus wie eine gewöhnliche Blondine aus Europa, nur mit Locken.

Waardenburg-Syndrom

Menschen mit dieser Mutation haben einen grauen Streifen über der Stirn, angeborenen Hörverlust, Telekanthus und Iris-Heterochromie. Diese Mutter und ihr Sohn sind nur die Letzten. Deshalb haben sie so eine erstaunliche Augenfarbe.

Distichiasis

Bei dieser Entwicklungsanomalie erscheint eine zusätzliche Wimpernreihe am oberen Augenlid. Und die Wimpern auf der Unterseite werden dicker.

Heterochromie

Dieses Mädchen hat nicht die gleiche Farbe der Iris des rechten und linken Auges. Ihr Blick ist beängstigend und faszinierend zugleich.

Gigantismus

Silva Cruz ist das größte Mädchen der Welt. Und der Grund dafür ist die offene epiphysäre Wachstumszone, die bei Menschen mit Gigantismus auftritt.

gespaltenes Kinn

Einige Leute denken, dass ein lockiges Kinn auf einen willensstarken Charakter hinweist. Aber in der Tat - über Genmutation. Dieses Mädchen hat kein Gen in ihrem Körper, das den Kinnknochen hilft, zusammenzuwachsen.

Ein Gen gefunden, das wahrscheinlich für die Farbe der menschlichen Haut verantwortlich ist

Eine Gruppe von Genetikern der University of Pennsylvania, die Aquarien-Zebrafische (Zebrafische) untersuchten, entdeckten, dass sie höchstwahrscheinlich eine entscheidende Rolle bei der Bildung der Hautfarbe beim Menschen spielen.

Die menschliche Hautfarbe hängt von der Menge und Größe ab Melanosom - kleine Pigmentkörnchen in speziellen Melanozytenzellen sowie die Farbe des in diesen Körnchen enthaltenen Pigments. Bis heute sind etwa hundert Gene bekannt, die am Prozess der Pigmentbildung beteiligt sind. Änderungen in einigen von ihnen sind beispielsweise mit einem solchen Verstoß verbunden wie Albinismus . Es war jedoch noch nicht möglich, charakteristische rassische Unterschiede in der Hautpigmentierung mit einem der Gene in Verbindung zu bringen. Die Hautpigmentierung ist bei anderen Tieren von gleicher Natur.

Gruppe geführt von Keita Chenga (Keith Cheng) an der University of Pennsylvania beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der Natur von Hautkrebs. Die Arbeit verwendete ein Aquarium Zebrafisch (danio rerio, englisch „Zebrafisch“), der bereits zu einem traditionellen Modell für die Genforschung geworden ist. Ein unerwarteter Fund stellte sich als Nebenprodukt der Arbeit heraus. Die Forscher fanden heraus, dass eine spezielle Sorte von Zebrafischen (genannt Goldene Fische) kleinere und seltenere Melanosomen mit hellerem Pigment haben.

Eine gründlichere Analyse ermöglichte es, dieses Merkmal mit einer Mutation in Verbindung zu bringen, wodurch eines der Proteine ​​​​genannt wurde slc24a5 , wird in reduzierter Form synthetisiert, was laut der PhysOrg-Website zu Veränderungen der Pigmentierung führt. Als Zebra-Goldfische mit normalem Protein injiziert wurden, erlangten sie ihre normale Färbung zurück. Das Interessanteste war jedoch, dass das Gen, das für die Synthese dieses Proteins verantwortlich ist, in fast allen Wirbeltieren, einschließlich des Menschen, vorhanden ist. Darüber hinaus wurde es noch nie zuvor mit den Mechanismen der Pigmentierung in Verbindung gebracht.

Um sich endlich um diesen Fund zu kümmern, wandte sich Keita Cheng hilfesuchend an seinen Kollegen Mark. Shriver (Mark Shriver), der sich auf menschliche Evolutionsgenetik und die Physiologie der Pigmentierung spezialisiert hat.

Ausgehend von einer Datenbank menschlicher HapMap-Variationen fanden die Forscher eine der Positionen im selben Gen, die Farbänderungen im Fisch verursachten (sogenannter SNP - Single Nucleotide Polymorphism). Darüber hinaus ist dieses Gen bei den Bewohnern Westafrikas und Ostasiens in dieser Position genau das gleiche wie bei anderen Wirbeltieren, einschließlich Schimpansen und Zebrafischen, und bei Europäern wurde ein Unterschied von nur einem Nukleotid festgestellt.

Um sicherzustellen, dass die gefundene Mutation mit der Hautfarbe zusammenhängt, analysierte Shriver das Vorhandensein dieser Mutation bei Mestizen – Nachkommen gemischtrassiger Ehen. Die Ergebnisse zeigten, dass Menschen, die die europäische Version des Gens tragen, tendenziell eine hellere Haut haben als diejenigen, die die alte Variante tragen. Als Ergebnis kamen die Forscher zu dem Schluss, dass der Beitrag der identifizierten Mutation zur Bestimmung der menschlichen Hautfarbe zwischen 25 und 38 % liegt.

Die Gruppe glaubt, dass Rassenunterschiede in der Augen- und Haarfarbe bei Kaukasiern auch auf eine Variation im SLC24A5-Gen zurückzuführen sein könnten, aber Unterschiede in der Hautfarbe bei Ostasiaten auf Veränderungen in anderen Genen, die noch nicht entdeckt wurden. Es wird angenommen, dass diese Mutation bei Europäern adaptiv ist. Eine Reduzierung der Pigmentierung ist notwendig, um bei reduzierter Sonneneinstrahlung eine ausreichende Vitamin-D-Synthese in der Haut aufrechtzuerhalten, was der Entwicklung von Rachitis vorbeugt.

Menschen sind verschieden: schwarz, weiß und auch braun: von hell bis dunkel. Die Hautfarbe variiert von Kontinent zu Kontinent. Woher kommt diese Vielfalt? Wovon ist ein Mensch abhängig? Was ist Melanin? Finden wir es heraus.

Melanin. Was ist das?

Aus medizinischer Sicht wird Melanin in Hautzellen, den sogenannten Melanozyten, synthetisiert. Interessanterweise ist es in den meisten Tieren, einschließlich Menschen, vorhanden. Es ist das Pigment Melanin, das der Haut eine Vielzahl von Farbtönen verleiht. Es wird in zwei führenden Formen synthetisiert, deren Farbe von gelb über dunkelbraun bis schwarz reicht. Eumelanin ist die Form von Melanin, die der Haut ihre braune Farbe verleiht. Die zweite Form von Melanin ist Phäomelanin, das einen rötlich-braunen Farbton hat. Dank Phäomelanin haben Menschen Sommersprossen oder feuerrote Haare.

Heute kennt sich fast jeder mit Genetik aus. Jeder von uns hat einen Satz Chromosomen von seinen Eltern geerbt, einschließlich der Chromosomen, die für die menschliche Hautfarbe verantwortlich sind. Je mehr aktive Gene in den Zellen vorhanden sind, desto dunkler ist die Hautfarbe. Vor nicht allzu langer Zeit konnte in einer Familie ein einzigartiger Fall beobachtet werden, bei dem Zwillinge mit unterschiedlichen Hautfarben geboren wurden. Doch neben der genetischen Veranlagung beeinflussen auch äußere Faktoren die Melaninproduktion.

Die Wirkung von Melanin auf den Menschen

Jeder Mensch auf unserem Planeten hat ungefähr gleich viele Melanozyten. Diese Tatsache beweist, dass alle Menschen auf dem Planeten, ob weiße Männer oder schwarze Mädchen, die gleiche Haut haben. Die Frage stellt sich bei der Synthese von Melanin durch einen separaten Organismus und einige externe Faktoren. Unter dem Einfluss von ultravioletter Strahlung beginnt die menschliche Haut mehr Melanin zu produzieren. Dies hilft, DNA-Schäden in der menschlichen Haut zu verhindern.

Bis jetzt ist dieser Vorgang noch nicht vollständig erforscht, aber dank der Schutzreaktion des Körpers bleibt unsere Haut intakt. Und bei Menschen, die in der Äquatorregion leben, wo die Sonnenstrahlen rücksichtslos versengen, hat die Haut ihre charakteristische dunkle Farbe angenommen.

Absturz im Programm

Aber leider gibt es Ausnahmen von den Regeln. Heute können Sie eine seltene Krankheit beobachten - Albinismus. Es ist durch das Fehlen von Melanin in den Hautzellen gekennzeichnet. Dieser Prozess wird sowohl bei Tieren als auch beim Menschen beobachtet. Wir freuen uns, zum Beispiel schneeweiße Tiere zu sehen, die Sie sehen können, oder prächtig, aber wenn dies einer Person passiert, ist dies wirklich eine Tragödie. Eine Person kann nicht lange in der offenen Sonne bleiben, ihre Haut brennt sofort. Der Körper leidet unter starker Strahlung.

Es gibt einen weiteren Fehler im genetischen Programm, der durch den fortschreitenden Verlust von Melanozyten verursacht wird - Vitiligo. In diesem Fall wird die Haut fleckig. Welche Hautfarbe auch immer vorherrscht, bei dieser Krankheit wird sie stellenweise ganz weiß. Infolgedessen kann ein dunkelhäutiger Mensch von Natur aus vollständig weiß werden. Leider sind genetische Defekte heute unheilbar.

Hellhäutige Bewohner des Planeten

Eine interessante Tatsache ist, dass Vertreter der weißen Bevölkerung 40% der gesamten Menschheit ausmachen. Wie wir bereits gesagt haben, ist die genetisch helle Farbe der menschlichen Haut auf die Aktivität von Melanin in den Zellen zurückzuführen. Wenn wir berücksichtigen, dass die Menschen, die sich auf dem Planeten niederließen, Gesichtszüge und Dermisfarbe hatten, die für eine bestimmte Gruppe charakteristisch sind, dann führte die Isolation der Gruppe im Laufe der Zeit zur Bildung einer hellhäutigen Rasse. Der Großteil dieser Menschen lebt in Europa, Asien und Nordafrika.

Die Hautfarbe des Menschen hängt, wie bereits erwähnt, auch von äußeren Faktoren ab. Zum Beispiel haben Menschen in Nordeuropa eine hellere Haut als Asiaten. sind im Norden weniger aktiv, und daher ist es für Weiße einfacher, das benötigte Vitamin D zu bekommen. Wobei zu beachten ist, dass es auch nördliche Völker gibt, die genug haben. Laut Wissenschaftlern hängt dies auch von der Ernährung ab.

Interessanterweise ist bei Menschen mit heller Haut Melanin in den oberen Schichten der Epidermis in Einzelkopien vorhanden. Die Augenfarbe hängt auch davon ab, welche Schicht der Iris viel Melanin enthält. Wenn dies die erste Schicht ist, sind die Augen braun, und wenn die vierte oder fünfte Schicht, dann blau oder grün.

Schwarze

Die Hauptpopulation mit dunkler Hautfarbe lebt in Zentral- und Südafrika. Die Menschen in dieser Klimazone sind einer intensiven Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Und die Einwirkung von ultravioletter Strahlung bewirkt im menschlichen Körper die Synthese von Melanin, das eine Schutzfunktion hat. Dunkle Haut ist das Ergebnis ständiger Sonneneinstrahlung.

Eine Besonderheit auf Genebene bei Menschen mit schwarzer Hautfarbe ist, dass ihre Zellen Melanin in großen Mengen produzieren. Darüber hinaus bedeckt, wie Wissenschaftler herausgefunden haben, die oberste Schicht der Epidermis bei solchen Menschen die Haut vollständig mit Pigmenten. Diese Tatsache verleiht der Haut eine Farbe, die von braun bis fast schwarz reicht.

Interessant ist, dass der Farbstoff Melanin beim Menschen schon in der Embryonalentwicklung vorkommt. Aber zum Zeitpunkt der Geburt verschwinden Melanozyten praktisch aus dem Körper des Babys und beginnen sich nach der Geburt intensiv in der Haut zu entwickeln. Viele Menschen sind überrascht, wenn sie helle Babys von einer dunkelhäutigen Mutter sehen. Tatsache ist, dass Kinder hell geboren werden und in den nächsten Monaten dunkler werden.

Abschließend

Derzeit geht die Wissenschaft davon aus, dass die menschliche Hautfarbe das Ergebnis der Anpassung einer bestimmten Personengruppe an die Intensität der Sonneneinstrahlung in ihrem Lebensraum ist. Melanin erfüllt in diesem Fall Schutzfunktionen vor der ultravioletten Strahlung der Sonne, ohne sie würde die Haut sehr schnell altersschwach werden. Neben dem Alter steigt auch die Wahrscheinlichkeit von Hautkrebs.

Interessanterweise haben Frauen eine hellere Haut als Männer. Deshalb sehen schwarze Mädchen viel heller aus als Männer. Bei Menschen mit einer hellen Dermis ist dieser Unterschied praktisch nicht wahrnehmbar. Leider führt die Hautfarbe in der heutigen Welt oft zu Stereotypen. Die Spaltung der Menschheit auf dieser Grundlage führt oft zu Aber schließlich gehören wir alle der gleichen Spezies an und sind Menschen.

Die Hautfarbe jeder Person ist unterschiedlich, ganz zu schweigen von Rassenunterschieden. Und all dies liefert das Pigment Melanin, das von speziellen Zellen - Melanozyten - produziert wird. Melanozyten befinden sich in den unteren Schichten der Epidermis. Melanin ist nicht nur für die Färbung der Haut, sondern auch für die Augen- und Haarfarbe verantwortlich. Blutgefäße bestimmen auch die Farbe der Haut: Die Blässe oder Rötung der Haut hängt von ihrer Erweiterung / Verengung ab.

http://training.seer.cancer.gov/ss_module14_melanoma/unit02_sec02_anatomy.html

Die Haut verschiedener Hautbereiche enthält unterschiedliche Mengen an Melanin. Die Handflächen und Füße sind melaninfrei – in diesen Bereichen ist die Haut am hellsten. Im Bereich der Brustwarzen und des Hodensacks bei Männern ist die Melaninkonzentration erhöht, sodass diese Bereiche dunkler gefärbt sind als die restliche Haut. Melanozyten finden sich nicht nur in der Haut, sondern auch im Innenohr, in der Netzhaut und in der Gefäßschicht des Auges.

Früher waren alle Menschen dunkelhäutig, und erst als sie nach Norden zogen, wurde eine Genmutation behoben, die für einen immer helleren Hautton für eine bessere Synthese von Vitamin D sorgte. Jetzt gibt es eine Art Mutation, bei der Melanin vollständig vorhanden ist abwesend – solche Albinos haben sehr helle Haut und Haare.

Was bestimmt die Menge an Melanin

Die Anzahl der Melanozyten ist bei allen Menschen etwa gleich, aber die Menge an produziertem Melanin ist sehr unterschiedlich. Sie hängt von genetischen Merkmalen, der Intensität der UV-Strahlung und auch vom Geschlecht ab (die Haut von Frauen ist im Durchschnitt 3-4 % heller als die von Männern).

Bei Sonneneinstrahlung erhöht sich die Produktion von Melanin. Dies ist für den UV-Schutz notwendig. Je mehr Melanin produziert wird, desto dunkler wird die Haut – eine Bräune erscheint. Je blasser die ursprüngliche Haut ist, desto geringer ist die Schutzfähigkeit von Melanin. Aus diesem Grund tritt bei übermäßiger Sonneneinstrahlung ein Sonnenbrand auf. Zu viele Sonnenbrände im Leben erhöhen das Hautkrebsrisiko.

Die Synthese von Melanin wird nicht nur durch die Einwirkung von UV-Strahlung, sondern auch durch Hormone (melanostimulierendes Hormon und ACTH) stimuliert. Im Alter nimmt die Produktion von Hormonen ab, wodurch die Melaninproduktion abnimmt, die Haut heller wird - das Risiko für Sonnenbrand und die Entstehung von Hautkrebs steigt.

Melanom

Die maligne Entartung der Melanozyten verursacht das Melanom – eine der schnellsten Krebsarten mit einer sehr hohen Sterblichkeit (80 % der Todesfälle durch Hautkrebs ereignen sich beim Melanom).