Найти в Дзене
Популярная наука

Почему у людей разный цвет кожи и как появились расы: объясняет генетика

Люди любят делить человечество на расы. Белые, чёрные, азиаты — будто это разные категории. Но генетика говорит неприятную для всех расистов вещь: Мы расово отличаемся друг от друга примерно на столько же, на сколько отличаются два случайных человека в очереди за кофе. Разница между любыми двумя людьми на планете — меньше процента ДНК. Все современные народы — это не отдельные ветви.
Это гигантская мешанина миграций, климата и случайных мутаций, которая тянется сотни тысяч лет. Давайте посмотрим на происхождение человеческих рас, как ключевых так и малых. Слово «раса» в современной науке используют всё осторожнее — и не из политкорректности, а потому что генетики выяснили: чётких границ между группами попросту нет. Есть плавные переходы, смешанные популяции и непрерывный спектр признаков. Тем не менее традиционные классификации никуда не делись — они полезны как ориентир, если понимать их как географические кластеры с общей историей, а не как закрытые биологические касты. Европеоид
Оглавление

Люди любят делить человечество на расы.

Белые, чёрные, азиаты — будто это разные категории.

Но генетика говорит неприятную для всех расистов вещь:

Мы расово отличаемся друг от друга примерно на столько же, на сколько отличаются два случайных человека в очереди за кофе.

Разница между любыми двумя людьми на планете — меньше процента ДНК.

Все современные народы — это не отдельные ветви.

Это гигантская мешанина миграций, климата и случайных мутаций, которая тянется сотни тысяч лет.

Давайте посмотрим на происхождение человеческих рас, как ключевых так и малых.

Откуда взялись все эти народы: краткий путеводитель по человечеству

Слово «раса» в современной науке используют всё осторожнее — и не из политкорректности, а потому что генетики выяснили: чётких границ между группами попросту нет.

Есть плавные переходы, смешанные популяции и непрерывный спектр признаков.

-2

Тем не менее традиционные классификации никуда не делись — они полезны как ориентир, если понимать их как географические кластеры с общей историей, а не как закрытые биологические касты.

Европеоиды (мы с вами и наши "любимые" друзья из Европы/США). Их генетика — это слоёный пирог из трёх компонентов.

Современные европейцы образовались из смешения трех волн - древних северных охотников-собирателей, фермеров с территории современной Турции и кочевников с Поволжья
Современные европейцы образовались из смешения трех волн - древних северных охотников-собирателей, фермеров с территории современной Турции и кочевников с Поволжья

Первый слой — древние охотники-собиратели Европы, жившие здесь ещё до земледелия.

Второй — фермеры с территории современной Турции, пришедшие около 9 000 лет назад и принёсшие злаки, керамику и более тёмную пигментацию.

Третий — степные кочевники ямной культуры с территории Поволжья и причерноморских степей, добавившие около 5 000 лет назад гаплогруппу R1a/R1b, ген устойчивости к лактозе и варианты светлой кожи.

-4

Светлые глаза, разнообразие цвета волос, светлая кожа — всё это адаптации к скудному северному ультрафиолету, возникшие относительно недавно.

Монголоиды. Считаются самой молодой из крупных групп в филогенетическом смысле. Сформировались в условиях ледникового максимума — около 15 000–20 000 лет назад — в Центральной и Южной Сибири. Отсюда расселились на восток, юго-восток и через Берингию — в Америку (и стали индейцами).

-5

Эпикантус, широкое уплощённое лицо, плотные прямые волосы — всё это адаптации к холоду и ветру. Ключевую роль играет ген EDAR: он влияет на структуру волос, сальных желёз и даже форму зубов. Желтоватый оттенок кожи — компромисс между защитой от УФ и синтезом витамина D.

Негроиды. Самая генетически древняя и разнообразная группа. Африканцы несут в себе половину всего генетического разнообразия человечества — всё остальное человечество вместе взятое несёт вторую половину.

Это произошло потому что Homo sapiens возникли в Африке более 200 тыс. лет назад, и там накопилась основная вариация генов.

-6

Тёмная кожа, курчавые волосы, широкий нос с развитыми ноздрями — адаптации к влажному жаркому климату: лучший теплоотвод и защита от ультрафиолета.

У них длинные конечности относительно торса (по правилу Аллена) — для лучшего теплоотвода в жарком климате; африканцы часто эктоморфы (стройные) или мезоморфы (мускулистые). Это повышает эффективность бега и прыжков, как у спринтеров западноафриканского происхождения.

У них меньше копится жир (а зачем запасы - фруктов то в Африке всегда было в избытке?). Выше плотность костей, что означает ниже риск остеопороза.

Австралоиды. Одна из древнейших внеафриканских ветвей: предки аборигенов Австралии и Меланезии отделились от общего потока около 50 000–65 000 лет назад и с тех пор почти не смешивались с остальными.

-7

Именно поэтому у них самый высокий процент денисовской ДНК среди всех современных людей — до 4–6%. Тёмная кожа, волнистые волосы, выраженный рельеф лица — независимая адаптация к условиям Австралии и Океании, а не «примитивные черты», как считали ранее.

Волнистые волосы аборигенов Австралии и меланезийцев — это не просто внешняя особенность, а встроенный солнцезащитный шлем. Пряди плотно прилегают у корней, но расходятся к концам, образуя пышный слой с воздушными карманами внутри. Этот слой поглощает и рассеивает до 90% ультрафиолета, не давая лучам добраться до кожи головы. Принцип — как у соломенной шляпы: воздух между прядями охлаждает, меланин в самих волосах фильтрует остаток.

Курчавые волосы африканцев работают схожим образом, но они не подходят для Австралии!
-8

Волнистая текстура австралоидов оказалась оптимальной именно для сухого, раскалённого климата Австралии и Океании — такая форма одновременно защищает от перегрева и удерживает больше влаги у кожи.

У них есть и интересная мутация тироксина, которая подавляет лихорадку, предотвращая перегрев при инфекциях.

От глобальных переходим к более малым группам.

Эфиопиды. Переходная группа на стыке Африки и Ближнего Востока.

-9

Генетически это смесь древних африканских линий и волн обратной миграции с Ближнего Востока, происходивших на протяжении последних 10 000 лет.

Итоговая математика такая: эфиопиды (амхара, оромо, тиграй и др.) — смесь африканских охотников-собирателей (60–80%, разброс процентов в зависимости от народа), ближневосточных неолитических фермеров (10–30%) и евразийцев (3-15%).

У них тёмная кожа при относительно узких чертах лица, волнистые волосы, высокий рост.

-10

Именно эфиопские популяции дали науке один из лучших примеров конвергентной эволюции лактазной персистентности: мутация, разрешающая пить молоко взрослым, у них своя — не европейская.

У них хорошая устойчивость к малярии и ВИЧ.

Худощавое сложение — гены предотвращают набор жира (низкий инсулин на углеводы и высокий базовый метаболизм). Они хорошо адаптированы к голоду - медленнее теряют мышечную массу при дефиците калорий.

Полинезийцы. Поздний продукт тихоокеанской экспансии: около 4 000 лет назад австронезийские мореплаватели двинулись с Тайваня через Меланезию на острова Тихого океана, по пути смешавшись с местными жителями.

-11

Результат — крупное телосложение, адаптированное к морскому климату, коричневая кожа, густые тёмные волосы.

-12

Полинезийцы — чемпионы по навигации в доиндустриальном мире: они освоили треть земного океана без компаса и карт.

Коренные американцы. Потомки одной или нескольких волн мигрантов, перешедших из Азии в Америку через Берингийский сухопутный мост 14 000–20 000 лет назад.

-13

Генетически — ветвь монголоидного ствола с рядом уникальных особенностей.

Одна из любопытных — высокая распространённость варианта гена ADH1B, связанного с иным метаболизмом алкоголя: фермент, расщепляющий этанол, у части коренных американцев работает иначе, чем у европейцев.

-14

Этот ген ускоряет превращение этанола в ацетальдегид, вызывая покраснение, тошноту, тахикардию, снижая риск зависимости. Парадокс, но индейцы все равно быстро спивались, когда европейцы познакомили их с алкоголем. Но современные носители генов страдают от этой вредной привычке реже других - потому что слишком велики побочки после алкоголя.

Малайская группа. Переходная популяция между монголоидами и австралоидами, сформировавшаяся на островах Юго-Восточной Азии. Индонезия, Филиппины, часть Индокитая — это зона многотысячелетних смешений волн миграций с севера (монголоиды) и юга (австралоиды).

-15

Отсюда — большое разнообразие внешнего облика даже внутри одного острова.

Веддоиды и южноазиатская группа. Самые древние коренные жители Южной Азии. Генетически это реликтовые австралоидные популяции, пережившие несколько волн вторжения с севера — сначала дравидоязычных народов, потом индоевропейцев (ариев).

-16

В итоге современное население Индии — многослойная смесь, где глубина залегания «веддоидного» пласта зависит от касты и региона: на юге и в нижних кастах его больше.

Айны. Загадочная реликтовая группа Северной Японии и Сахалина. Их происхождение до сих пор вызывает споры: они несут черты и монголоидов, и что-то архаичное, не вписывающееся ни в одну стандартную категорию. Густые бороды у мужчин — редкость для Восточной Азии — и сравнительно светлая кожа отличают их от соседей. Генетически айны — потомки древнейшего пласта населения Японских островов, частично вытесненного и поглощённого пришедшими с материка яёи около 2 000 лет назад.

Койсан. Генетически — самые древние из оставшихся людских популяций на планете.

-17

Их линия отделилась от общего ствола Homo sapiens раньше всех остальных — более 100 000 лет назад, и южноафриканские популяции до прихода банту (около 1 400 лет назад) оставались в почти полной изоляции.

Жёлтовато-коричневая кожа — уникальное сочетание, не встречающееся больше нигде. «Щёлкающие» языки — ещё одна исключительная черта. Половина всего генетического разнообразия человечества сосредоточена именно здесь, на юге Африки.

-18

Койсаны за годы изоляции в Калахари накопили уникальный набор адаптаций, которому позавидовал бы любой спортивный физиолог.

Ген ACTN3 в варианте RR даёт взрывную мышечную силу — идеальную для коротких спринтов при охоте.

Почки через ген CLCNKB удерживают воду с такой эффективностью, что позволяют выживать в пустыне при минимальном питье.

-19

Жира в теле — около 6–10%, давление крови — 100/60, гипертонии практически нет: организм настроен на безсолевую диету охотника-собирателя и умеет экономить энергию в долгие периоды голода.

При этом скелет лёгкий, а мозг относительно крупный — эволюция явно ценила манёвренность и сообразительность выше грубой силы.

Пигмеи. Центральноафриканские пигмеи (мбути, ака, бака) — другая реликтовая линия, генетически давно отделившаяся от соседних банту-говорящих народов.

-20

Маленький рост — это не патология, а адаптация к жизни в густом тропическом лесу: меньше масса тела — легче двигаться, меньше потребности в калориях, быстрее достигается половая зрелость в условиях высокой смертности.

Меланезийцы. Меланезийцы — потомки одной из древнейших волн миграции из Африки, добравшейся до островов Тихого океана около 50 000 лет назад. В их геноме сохранилось 4–6% денисовской ДНК — больше, чем у любого другого народа, кроме тибетцев: древние скрещивания с денисовцами оставили им в наследство гены иммунитета, помогающие справляться с тропическими паразитами и вирусами.

-21

Самая известная генетическая особенность меланезийцев — светловолосые жители Соломоновых островов: многие здесь рождаются блондинами при абсолютно тёмной коже.

Это не след европейцев и не выгорание на солнце, а самостоятельная мутация в гене TYRP1, которая снижает выработку тёмного пигмента в волосах, не затрагивая кожу.

Почему закрепился ген светлых волос? Причин две.

Во-первых, половой отбор - светловолосые часто получали преимущество. И ген закрепился чисто математически. Вторая причина - меньше перегрева.

Арктические народы. Эскимосы, чукчи, алеуты, якуты — это не одна группа, а несколько волн миграций, адаптировавшихся к экстремальному холоду. Короткие конечности и компактное тело уменьшают теплопотери.

-22

Ген EDAR выражен сильнее, чем у других монголоидов. Особый метаболизм жиров — адаптация к рациону, состоящему почти исключительно из мяса и рыбы.

Их потовые железы меньше (меньше теплопотери в холоде).

-23

У части эскимосских популяций обнаружены уникальные варианты генов, регулирующих жировой обмен, — настолько специфичные, что в европейце они вызвали бы серьёзные метаболические нарушения.

Что генетика говорит о расах

Генетики давно подсчитали: 85–95% всего разнообразия человеческих ДНК — это различия между конкретными людьми внутри одной и той же группы.

На долю «межрасовых» отличий остаётся лишь 5–15%. Проще говоря, два нигерийца из разных деревень могут различаться генетически сильнее, чем нигериец и швед.

-24

Деление на расы описывает буквально несколько видимых признаков — цвет кожи, форму носа, текстуру волос — и молчит про 99,9% того, что записано в ДНК. Самый генетически разнообразный континент планеты — Африка: расстояние между двумя африканскими популяциями бывает больше, чем между европейцами и азиатами вместе взятыми.

Разойдясь по планете, разные группы людей адаптировались к местному климату — и получили разный цвет кожи, разрез глаз, форму черепа. Это реальные различия, и они медицински значимы: риск некоторых болезней, реакция на лекарства — всё это коррелирует с географическим происхождением. Но «раса» как ярлык слишком груба для такой работы. Цвет кожи — это тонкий слой адаптации поверх огромного общего фундамента, который у всех нас одинаков.

Когда европейцы стали светлокожими: гораздо позже, чем думали

Итальянский генетик Гвидо Барбуджани и его команда из Университета Феррары сделали то, что перевернуло представления об эволюции цвета кожи человека.

-25

Они проанализировали ДНК 348 древних европейцев — от людей, живших 45 000 лет назад, до тех, кто умер 1 700 лет назад. Для каждого рассчитали сочетание вариантов генов SLC24A5, SLC45A2 и HERC2 и предсказали фенотип. Результат оказался удивительным, ученые рассказали о нем в статье, опубликованной в научном журнале PNAS.

Ещё три тысячи лет назад — это эпоха Трои, египетских фараонов, Микен — 63% европейцев были темнокожими. Светлокожих насчитывалось всего 8%. Ещё 29% имели промежуточный оттенок.

Переломный момент случился около 3 000 лет назад — между 1 200 и 1 000 годами до нашей эры. За несколько столетий картина перевернулась: светлокожие превратились из ничтожного меньшинства в большинство. Не потому, что каждый европеец индивидуально «побелел», — а потому что демография резко сдвинулась в сторону носителей светлокожих генов.

Самый знаменитый пример — «Чеддарский человек». Его скелет нашли в 1903 году в Чеддарском ущелье в Англии.

Так выглядел типичный англичанин 9 тысяч лет назад:

Чеддарский человек. Музейная реконструкция
Чеддарский человек. Музейная реконструкция

В 2018 году генетики из Музея естественной истории и Университетского колледжа Лондона провели полное секвенирование его ядерного генома.

Чеддарский человек был темнокожим — с пигментацией, сравнимой с современными жителями тропической Африки. При этом у него были голубовато-зелёные глаза и, вероятно, кудрявые волосы.

Сочетание, которое сегодня кажется невозможным, — 9 000 лет назад было нормой для Британии. Голубые глаза появились у европейцев раньше светлой кожи: мутация в гене OCA2/HERC2, дающая голубую радужку, возникла около 10 000 лет назад у одного-единственного человека и потом распространилась по всей Европе. А светлая кожа пришла позже.

Так откуда же все-таки взялся привычный нам цвет кожи — и почему он вообще у людей разный?

Меланин: солнцезащитный крем от природы

Цвет кожи человека определяет один-единственный пигмент — меланин. Он же окрашивает волосы и радужку глаза. Вырабатывается меланин в особых клетках — меланоцитах, которые сидят в нижнем слое эпидермиса.

-27

Интересная деталь: у светлокожего скандинава и темнокожего нигерийца примерно одинаковое количество меланоцитов. Разница в том, сколько меланина эти клетки производят и как упаковывают его в крошечные гранулы-меланосомы.

Это не просто вопрос внешности: меланин защищает от солнца лучше любого аптечного крема. Он поглощает и рассеивает ультрафиолет, не давая ему добраться до ядер клеток и повредить ДНК.

За производство меланина отвечают десятки генов. Главный дирижёр — ген MC1R, кодирующий рецептор, который запускает синтез меланина. Если в MC1R есть поломка — рецептор работает вполсилы. Результат: рыжие волосы, очень светлая кожа, россыпь веснушек и повышенный риск меланомы. Это именно тот вариант, который характерен для рыжеволосых северных европейцев.

Другой ключевой ген — SLC24A5: он регулирует химическую среду внутри меланосом. Мутация в нём — один из главных факторов появления светлой кожи у европейцев.

-28

Важно, что генетика цвета кожи — не простая лотерея «один ген — один цвет». Это сложная полигенная система: сотни генов вносят свой вклад, накапливая эффекты. Именно поэтому цвет кожи у людей не прыгает резкими ступенями от чёрного к белому, а образует непрерывный спектр от самых тёмных оттенков до самых светлых. Чем ближе к экватору жили предки — тем, как правило, больше генов «включено» на тёмный режим.

Африка: почему тёмная кожа — не случайность

Тёмная кожа появилась у предков человека примерно 1,2 миллиона лет назад — задолго до Homo sapiens. Это совпало с другим событием: наши предки потеряли густой волосяной покров и вышли на открытые африканские саванны.

Модель из Южного Судана Ньяким Гатвех
Модель из Южного Судана Ньяким Гатвех

Шерсть защищала от солнца — её не стало, и меланин взял эту функцию на себя. Генетический анализ гена MC1R показывает следы жёсткого отбора именно в этот период: тёмные варианты быстро стали нормой по всей тропической Африке.

Ультрафиолет у экватора свирепый. Он вызывает мутации в ДНК клеток кожи, ведущие к раку.

Но это не главная проблема. Куда важнее другой эффект: ультрафиолет разрушает витамин B9, который циркулирует в крови прямо под кожей. Дефицит его у беременных ведёт к порокам нервной трубки у плода, а у мужчин — к бесплодию, так как B9 нужен для сперматогенеза. Тёмная кожа защищает B9 от фотодеструкции. Получается, что без темной кожи древние люди в условиях Африки просто не смогли бы оставить потомства.

-30

Происхождение рас как биологического явления уходит именно сюда — в Африку, в саванну, в жёсткий ультрафиолет. Тёмная кожа была исходным состоянием всего человечества.

Светлая кожа — эволюционное новшество, которое возникло уже потом, когда часть людей двинулась на север.

Витаминный парадокс: почему север требует светлой кожи

Переселившись на север, человек столкнулся с обратной проблемой. Солнца мало, ультрафиолета ещё меньше, и вот здесь меланин из защитника превращается в помеху.

-31

Дело в витамине D: он синтезируется в коже под действием ультрафиолета B. Без него организм не усваивает кальций, кости слабеют, иммунитет рушится. Тёмная кожа поглощает ультрафиолет прежде, чем он успевает запустить синтез витамина D. В Африке это не проблема — солнца в избытке. В Европе тёмная кожа была буквально опасна для здоровья.

Правда, до перехода к земледелию тёмная кожа в северных широтах не была такой катастрофой. Охотники-собиратели ели много мяса, рыбы и дикорастущих растений — в этих продуктах витамина D хватало. Дефицит начался, когда люди осели в деревнях и перешли на зерновые.

-32

Каша — прекрасный продукт, но витамина D в ней нет. В этот момент светлая кожа из редкой генетической особенности превратилась в преимущество, которое резко повысило шансы дожить до следующей зимы.

Одинаковые и разные

В конце концов, вся эта история неудобна для любителей простых схем.

Потому что человечество не раскладывается по красивым коробкам с подписями. Оно вообще плохо переносит коробки. Слишком долго люди ходили, смешивались, убегали от холода, привыкали к солнцу, влюблялись не в тех, а в других. И рожали детей не по учебнику антропологии.

-33

Цвет кожи, форма глаз, волосы, рост — это не печать «высшей» или «низшей» породы. Это всего лишь следы климата, голода, ультрафиолета, древних миграций и очень длинной биографии вида, который вечно куда-то шёл.

Такие уж мы люди!

Мы привыкли смотреть на лицо другого человека и думать: вот перед нами «другой».

А генетика смотрит глубже и отвечает: да нет, тот же самый — просто с другой историей загара.

Мы слишком похожи, чтобы всерьёз делить друг друга на «своих» и «чужих».

И слишком разные, чтобы оставаться друг другу интересными.