Culoarea pielii - biologie

Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?

Antibiotice din bacterii

Migrația celulară: funcția nou descoperită a unei proteine cunoscute

Busolă moleculară pentru alinierea celulelor

Ceea ce face ca frunzele să îmbătrânească toamna

Democrația bibilicilor vultur

Mediul lui Ekembo: Oamenii au trăit și în peisaje deschise

| Genetica | Agricultură, silvicultură și creșterea animalelor

Soiul de grâu a fost creat prin traversarea ierburilor sălbatice

Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?

Culoarea pielii

Acest articol analizează culoarea pielii ființelor vii. Pentru utilizarea termenului în artă ca nuanță specifică, consultați Întrupat.

Culoarea pielii (de asemenea complexitate) este o caracteristică individuală care este determinată în principal de pigmentarea pielii și de structura vaselor de sânge. În cazul unui număr mare de ființe vii, în special cele fără păr și cu pene, culoarea pielii servește drept camuflaj sau pentru semnale, cum ar fi un semnal de avertizare pentru animalele otrăvitoare sau în timpul comportamentului de curte.

Schimbări de culoare

În funcție de viteză, se pot distinge patru tipuri de schimbări de culoare:

Unele animale își pot schimba culoarea pielii rapid și chiar unilateral, cum ar fi cameleoni sau caracatițe. Schimbarea are loc prin mișcările celulelor pigmentare datorate stimulilor nervoși și poate servi atât ca camuflaj, cât și pentru a exprima afecțiuni.
O altă modificare a culorii este produsă de o modificare a fluxului sanguin periferic, aceasta poate fi nervoasă sau controlată hormonal, de ex. un cap roșu sau umflături de culoare roșie ale unor maimuțe gata de împerechere.
Alte posibilități sunt schimbările lente, de exemplu prin schimbări de pigmentare ca urmare a expunerii la soare. Aceasta poate fi o performanță metabolică ca reacție la influențele mediului.
Alte animale au o culoare fixă care se schimbă sezonier sau odată cu vârsta, de ex. insecte.

Cauze ale culorii individuale a pielii

pigmentare

Diferiti pigmenti au un efect asupra culorii pielii. Cantitatea de melanină prezentă este deosebit de importantă la mamifere.

Proporția de melanină din piele este determinată genetic, dar melanina este, de asemenea, crescută într-un anumit interval de la expunerea la lumina soarelui (radiații ultraviolete). Melanina apare în două variante: pe de o parte există eumelanina, un pigment maro până negru, iar pe de altă parte există feomelanina, un pigment roșu până la galben.

Eumelanina determină tipul de piele și, astfel, culoarea pielii. Proporția de feomelanină creează apoi o nuanță roșiatică sau gălbuie, în special pentru tipurile de piele deschisă. Părul roșu este o indicație clară că se formează semnificativ mai multă feomelanină decât eumelanina. Pielea extrem de ușoară de tip I este în mare parte asociată cu părul roșu.

O deficiență ereditară în formarea pigmenților sau a anumitor pigmenți este albinismul.

Vase de sânge

Ca al doilea factor de influență a culorii în tipurile de piele ușoară, roșeața pielii umane este determinată de vasele de sânge care se află sub piele. Acestea se pot îngusta și lărgi pe termen scurt, provocând paliditate sau înroșire.

Regiunea corpului

Culoarea pielii nu este aceeași peste tot pe corp: palmele mâinilor și tălpile picioarelor sunt sărace în melanină și, prin urmare, mai deschise și/sau mai roșiatice decât restul pielii. Buzele, ca și membranele mucoase, sunt de culoare roșie, dar cu o pigmentare puternică sunt adesea foarte întunecate. Pielea vârfurilor degetelor, a articulațiilor, a urechilor și a nasului este, de asemenea, adesea puțin roșiatică, deoarece există mai multe vase de sânge chiar sub suprafață. În zona mameloanelor și a organelor genitale, pielea este mai închisă din cauza conținutului crescut de melanină.

gen

Sexul afectează și culoarea pielii. În medie, femeile au o piele cu trei până la patru procente mai deschisă decât bărbații [1] .

genetică

Genomul unei persoane are un impact semnificativ asupra culorii pielii, ceea ce duce la o distribuție diferită a culorii pielii în diferite grupuri etnice.

Ca defect al uneia dintre genele implicate, albinismul are ca rezultat prezența unei cantități sau a unei cantități foarte mici de melanină, în urma căreia persoanele afectate primesc pielea și părul alb sau mai deschis. În schimb, leucismul determină absența melanocitelor, ca urmare a faptului că persoanele afectate au pielea și părul pătat de culoare albă sau normală-albă. La om este cunoscut leucismul parțial cunoscut sub numele de piebaldism.

Pielea ușoară a europenilor și asiaticilor este cauzată în principal de albinismul de tip OCA4. Un număr mare de gene sunt implicate în moștenirea culorii pielii, ceea ce se poate observa din faptul că moștenirea culorii pielii nu respectă în mod clar legile lui Mendel. Majoritatea genelor responsabile de culoarea pielii nu au fost încă identificate.

Importanța pigmentării

Pielea închisă la culoare are mai multe avantaje față de pielea deschisă la culoare. Vitamina B importantă (acid folic) este distrusă de radiațiile UV-A [2], care pot duce la malformații ale descendenților dacă mama a fost expusă la raze ultraviolete în timpul sarcinii. Cea mai frecventă malformație la bebeluși este spina bifida („spatele deschis”). În plus, un deficit de acid folic are un efect negativ asupra producției de spermă. Pielea închisă la culoare este o protecție împotriva pătrunderii razelor UV. Acest lucru înseamnă că, în cea mai mare parte, numai persoanele cu un conținut scăzut de melanină tind să aibă un deficit de acid folic, care poate fi contracarat în timpul sarcinii cu suplimente suplimentare de acid folic.

Pigmentarea are, de asemenea, avantajul că lumina UV incidentă provenită de la lumina soarelui este deja absorbită în celulele superioare, moarte ale pielii și, prin urmare, nu poate pătrunde în straturi mai profunde, unde poate dezvolta efecte mutagene și cancerigene. Pe de altă parte, pielea ușoară facilitează găsirea paraziților, deoarece mulți dintre ectoparaziți sunt artropode și au sclerotină întunecată stocată în chitina cuticulelor lor pentru o rezistență sporită. Desigur, acest avantaj se aplică numai dacă are loc îngrijirea (socială).

Pigmentarea prezintă dezavantajul că, ca urmare a absorbției luminii UV în stratul superior al pielii, în cea mai mare parte moartă, mai puține radiații UV pătrund în straturile profunde, care pot fi utilizate de celulele vii pentru a produce colecalciferol (vitamina D).

Ca rezultat, o pigmentare adaptată ar trebui să reprezinte o optimizare în funcție de cantitatea efectiv disponibilă de UV.

Aceasta este urmată de distribuția globală a culorii pielii pe baze genetice, dar și de utilizarea blocanților UV în protecția solară și (în direcția opusă) a face plajă.

Metode de clasificare a culorilor pielii

La începutul secolului al XX-lea a fost numit după antropologul Felix von Luschan Scara Von Luschan una dintre cele mai comune modalități de clasificare a culorilor pielii. Cântarul este format din 36 de discuri ceramice numerotate a căror culoare a fost comparată cu cea a pielii care urmează a fi clasificată. În practică, tehnica s-a dovedit a fi imprecisă. Deoarece pielea unei persoane poate diferi semnificativ în ceea ce privește culoarea în zonele expuse la lumină din ce în ce mai puțină, a fost recomandat să comparați o zonă a pielii care este „cât mai puțin expusă la lumină” cu discurile ceramice. Cu toate acestea, diferiți antropologi au venit cu rezultate diferite de măsurare. Încă din 1911, Luschan însuși a respins culoarea pielii ca o caracteristică „rasială”. [3] Astăzi scala are doar o semnificație istorică.

Cel mai fiabil instrument disponibil în prezent pentru clasificarea culorii pielii este spectrofotometrul.

Evoluția culorilor pielii

În contextul teoriei evoluționiste, apare întrebarea cu privire la cauzele diferitelor culori ale pielii în interiorul și între populații, în special la persoanele dintre grupuri etnice.

Teoria evoluției presupune că frecvența relativă a anumitor expresii cu privire la o trăsătură ereditară într-o populație crește în comparație cu alte expresii ale aceleiași trăsături dacă aceste expresii ale trăsăturilor au un avantaj de selecție, adică purtătorii structurii genetice determinante au un succes reproductiv mai mare.

În ceea ce privește culorile pielii umane, se poate observa că culoarea pielii variază foarte mult în cadrul unei populații și că diferențele față de alte populații sunt atât de mici încât nu este posibilă clasificarea pe baza culorii pielii. Pe de altă parte, culoarea pielii se corelează cu regiunea geografică în așa fel încât, cu cât radiația UV este mai mare, cu atât pigmentarea este mai puternică.

Cea mai populară credință este că tonul pielii întunecate și africane are original Tonul pielii și tonurile mai deschise ale pielii europene și asiatice independente una de alta mai târziu a apărut. [4]

În 2000, Nina Jablonski și George Chaplin au propus o teorie [5] care se referă în special la avantajele și dezavantajele nivelurilor ridicate sau scăzute de melanină. Împărțirea regiunilor lumii în funcție de radiațiile UV a condus la hărți a căror colorare a fost izbitor de similară cu cea a hărților mai vechi, în care harta a fost colorată în funcție de culorile pielii oamenilor care locuiesc acolo. [5] Jablonski și Chaplin au concluzionat că în cursul evoluției nuanțele deschise și întunecate ale pielii ar fi putut să nu fi ieșit din tonurile pielii întunecate, ci mai degrabă tonurile pielii deschise și închise ca niveluri extreme de adaptare de la un ton inițial destul de maroniu.

Ipoteza originii prin selecție naturală

Conform acestei ipoteze, avantajele de selecție în regiunea respectivă sunt considerate a fi cauza decisivă pentru dezvoltarea culorilor pielii care deviază regional. Adaptarea la condițiile de lumină și radiațiile UV din regiunea respectivă este mecanismul presupus. [6]

Melanina protejează pielea de razele ultraviolete ale soarelui. Melanina previne efectele mutagene, în special radiațiile UV-B. În acest sens, un conținut ridicat de melanină este un avantaj în regiunile cu radiații solare puternice, dar nu neapărat în aceeași măsură în regiunile cu radiații solare reduse. Cu toate acestea, această funcție se aplică în esență numai eumelaninei și nu feomelaninei, care nu are proprietăți de protecție UV remarcabile.

Al doilea beneficiu al melaninei este că acidul folic care circulă în sânge este protejat de radiațiile ultraviolete. Fără această protecție, ar fi degradată rapid. Acidul folic este important pentru dezvoltarea tânărului embrion și joacă un rol important în producția de spermă. Persoanele care tind să aibă un conținut scăzut de melanină, care primesc prea multă radiație ultravioletă și care nu iau cantități crescute de acid folic prin hrana lor, trebuie, prin urmare, să se aștepte la o fertilitate redusă sau la un risc crescut de defecte de dezvoltare la copil.

Conținutul de melanină al pielii are, de asemenea, o influență directă asupra producției de vitamina D. Cu cât este mai multă melanină în piele, cu atât poate fi mai puțină vitamina D. Persoanele care tind să aibă un conținut ridicat de melanină și care trăiesc în latitudini ridicate pot suferi un deficit de vitamina D și își pot alege dieta în consecință dacă apar simptome de deficit. Persoanele cu tendința de a avea un conținut scăzut de melanină sunt mai puțin predispuse la simptome de deficiență corespunzătoare și, prin urmare, ar fi putut avea un avantaj de selecție sau un dezavantaj de selecție în zonele climatice temperate până la polare.

Modelul de distribuție geografică a intensității soarelui se corelează aproximativ cu modelul de distribuție geografică a pigmentării umane și confirmă în mare măsură această ipoteză, chiar dacă mișcările de migrație din ultimele 500 de generații (începând cu epoca de gheață) maschează o corelație exactă.

Viteza cu care s-au răspândit diferitele mutații în populațiile umane respective indică, de asemenea, că în regiunile cu radiație solară scăzută a avut loc o selecție pozitivă în favoarea pielii deschise, în timp ce în regiunile cu radiații solare ridicate s-a păstrat culoarea originală a pielii întunecate. [7] [8] Culoarea deschisă a pielii europenilor și asiaticilor s-a dezvoltat independent unul de celălalt [7] [8] și revine la genele tipice ale albinismului [8] .

Ipoteza originii prin selecție sexuală

Antropologul și fiziologul american Jared Diamond vede - pe baza presupunerilor similare ale lui Charles Darwin - mecanismele selecției sexuale ca fiind un motiv probabil pentru dezvoltarea diferitelor culori ale pielii. Conform acestui fapt, preferințele formate în copilăria timpurie au indicat faptul că atunci când aleg un partener, oamenii tind să se orienteze mai mult către aspectul extern al îngrijitorilor anteriori în familie și mediul lor. De-a lungul generațiilor, acest lucru ar fi putut duce la dezvoltarea populațiilor cu un aspect similar și, de asemenea, explica efectul ciudat de ce, în regiuni foarte asemănătoare din punct de vedere climatic, cu un mod de viață comparabil al populațiilor, culorile pielii similare sau identice nu s-au dezvoltat neapărat pe o perioadă lungă de timp. [9]

Înțeles în rasism

Rasismul presupune că oamenii pot fi împărțiți în rase și clasificați în funcție de valoarea lor. „Teoriile raselor”, care au făcut mult timp o „pretenție la științificitate” [11] de când Kant și Iluminismul [10], aleg „trăsături individuale (cum ar fi culoarea pielii) dintr-o multitudine de caracteristici fizice vizibile în cea mai mare parte vizual” pentru a o folosi Oamenii pe baza unui „dat natural” și „criteriu relevant”, cum ar fi culoarea pielii Esență a distinge. Aici, „caracteristicilor rasiale” presupuse statice și obiective li se atribuie anumite caracteristici sociale, culturale și religioase și tipare comportamentale. După cum a arătat Albert Memmi, diferențele create în acest mod sunt generalizate, absolutizate și evaluate într-un proces de practică hegemonică [12]. Pe baza unei setări standard construite a „propriului”, „celălalt” este identificat și omogenizat [11] .

În rasism, culoarea pielii este de obicei reprezentată ca „o singură culoare”, deși culoarea pielii se schimbă întotdeauna într-un spectru de culori [13]. Clasificarea oamenilor în funcție de caracteristica contradictorie și nu întotdeauna distinctă a culorii pielii, cum ar fi „alb” sau „negru”, se bazează pe criteriile biologismului și pe o esențializare ideologică ulterioară [14] .

Semnificație în afaceri și tehnologie

Cosmeticele precum machiajul și protecția solară sunt produse importante pentru reglarea culorii pielii. Ocrul mineral a fost folosit de oameni pentru a se colora cu cel puțin 60.000 de ani în urmă.

În informatică (în special în ceea ce privește înțelegerea imaginii), detectarea culorii pielii are o importanță deosebită. Este folosit, de exemplu, pentru a recunoaște automat fețele și expresiile faciale din imagini și pentru a filtra conținutul pentru adulți pe Internet. În special, acest lucru aduce posibilitatea de a comunica cu calculatoare și roboți puțin mai aproape, mai intuitiv și mai asemănător omului. Aceasta este o provocare dificilă, datorită gamei largi de culori a pielii umane. Dacă zona declarată ca culoare a pielii este prea mare, obiectele de o culoare similară (de exemplu, ușile din lemn) vor fi recunoscute în mod greșit ca piele. Pe de altă parte, dacă îl alegeți prea mic, nu toate culorile pielii umane vor fi recunoscute. Modelul color HSV oferă o abordare bună pentru recunoașterea pielii. Tonul și saturația culorilor sunt foarte asemănătoare la toți oamenii și rareori se găsesc în această combinație. În modelul HSV, persoanele alb-negru diferă doar prin luminozitatea (valoarea sau intensitatea culorii) V, care poate fi pur și simplu ignorată în timpul detectării.

În Australia, compania de biotehnologie Clinuvel a dezvoltat o replică artificială a hormonului α-msh numit Melanotan I. Hormonul sintetic este de până la o mie de ori mai eficient decât originalul natural, deoarece formează o legătură mai puternică cu receptorul de melanocortină MC1R. α-msh se apropie de melanocite, care produc apoi pigmentul brun melanină (eumelanină). În special, varianta sintetică α-msh crește producția de eumelanină. Ca urmare, conținutul de melanină din piele crește, ceea ce înseamnă o schimbare la pielea de tip IV în cazul pielii de tip II. Ca rezultat, există mai puține fotodamaje și arsuri solare, care ar trebui, în cele din urmă, să reducă și riscul individual de cancer de piele.

În Japonia, un compus artificial numit rucinol a fost dezvoltat pentru a acționa ca ingredient în iluminarea pielii. Ingredientul activ sintetic este de până la 100 de ori mai eficient decât hidroquinona, deoarece inhibă două enzime necesare pentru sinteza melaninei. Aceasta inhibă sinteza generală a melaninei și apoi producerea melaninei negre. Ca rezultat, conținutul de melanină din piele scade, ceea ce poate provoca o modificare a pielii de tip II în cazul pielii de tip IV.