The Biology of Skin Color — HHMI BioInteractive Video

[rumore di grilli e fruscio di lucertola]

[bling]

[musica]

I cervelli umani sono grigi

Il sangue dell'uomo è rosso

Le nostre ossa sono bianchissime

Non importa dove sei nato o da chi

Ma la pelle umana è diversa

Alcuni di noi hanno una pelle marrone scurissimo

Altri hanno una pelle rosa chiaro

La maggioranza ha colorazioni della pelle intermedie

Per moltissimo tempo

il perché esista questa variabilità

è stata un vero mistero scientifico

che dette il pretesto ad alcuni

per attribuire a questi caratteri

un valore morale

e quindi usare questa idea

per giustificare la sofferenza di altri

[barrito elefante]

ma i caratteri biologici

non sono né buoni né cattivi

I caratteri si sono evoluti

perché aumentano le probabilità

di sopravvivere

e trasmettere i propri geni

[Jablonski] "come altri caratteri animali

l'arcobaleno di colori della pelle

evolvette per selezione naturale

e oggigiorno grazie al progresso dell'antropologia

e della genetica

il perché e come questo avvenne esattamente

non è più un mistero

[musica]

[vocio di sottofondo]

[Jablonski]: "Un'antropologa e biologa come me

passa la vita a capire come gli uomini si sono evoluti

e perché ognuno di noi differisce dagli altri fisicamente

[musica]

la nostra pelle fornisce

uno dei maggiori marcatori

della variabilità umana

è qualcosa che si è distinto

dagli animali più strettamente imparentati con noi

sotto la pelliccia scura gli scimpanzé hanno pelle chiara

e così doveva essere milioni di anni fa

anche per quei primati che erano

i nostri progenitori comuni

E quindi, da dove proviene

questa grande variabilità del colore della pelle umana?

Dalla fisica si sa che il colore di un oggetto qualsiasi

dipende dalla lunghezza d'onda della radiazione luminosa

che è riflessa dall'oggetto verso l'occhio dell'osservatore

Noi vediamo le foglie verdi

Perché una foglia riflette la luce che l'occhio percepisce come verde

mentre assorbe le lunghezze d'onda degli altri colori come il blu o il rosso

Negli esseri umani le diverse lunghezze d'onda luminose

sono riflesse o assorbite da un pigmento

che si trova nello strato più esterno della pelle

Questi pigmenti si chiamano MELANINA

queste si trovano in piccoli granuli, i MELANOSOMI,

che sono prodotti da cellule dette MELANOCITI

I caratteri genetici individuali

determinano il tipo di melanina prodotta nei melanosomi

la FEOMELANINA, rosso-gialliccia

è più abbondante nelle persone di carnagione chiara

le persone con pigmentazione più scura

hanno più EUMELANINA, marrone scuro

e quanta più eumelanina è presente

tanto più scura appare la pelle

La melanina colora anche peli e capelli sia umani che animali

e le penne di molti uccelli

[Jablonski] "Sorprendentemente, le lunghezze d'onda riflesse dalla melanina

sono molto meno importanti biologicamente di quelle assorbite

E di quelle assorbite

le più importanti sono quelle che non possiamo nemmeno vedere

[musica]

[Narrazione] La maggior parte della radiazione che proviene dal Sole

è invisibile ai nostri occhi

Una parte è la cosiddetta radiazione ultravioletta

che è altamente energetica

[musica - zoom]

tanto da penetrare nelle cellule viventi

Quando ciò accade

procura un vero scompiglio al loro interno

perché questo può causare anche delle mutazioni

al DNA delle cellule della pelle

Cosa possiamo opporre a questa minaccia

è la melanina della nostra pelle

[vocio di bambini]

[Malek] "La melanina è come un sensore

"come una molecola guardiana il cui unico mestiere è proteggerci"

[Narrazione] Per esempio protegge il DNA delle cellule della pelle formando

quello che viene detto un cappuccio sopranucleare

e assorbendo i raggi UV

[Malek} "si tratta di una specie di parasole intorno al nucleo

così gli UV non possono penetrare e attaccare il DNA del nucleo"

[Narrazione] Questo è solo uno degli aspetti che la biologa molecolare Zalpha Abdel-Malek

trova particolarmente interessanti per la melanina

un altro aspetto è l'ampia gamma di benefici

che fornisce a un vasto numero di specie

[Abda-Malek] "Sappiamo che la melanina è importante per regolare la temperatura nei vertebrati

inoltre può aiutare gli animali a mimetizzarsi

e permette loro di riconoscere altri membri della stessa specie

per propagare la specie

[Narrazione] Negli esseri umani una delle proprietà più evidenti

è quella di proteggere le cellule dai danni dei raggi UV

Con l'evoluzione, abbiamo perso i peli

e aumentato la produzione di melanina nella nostra pelle

E quindi, c'è una relazione tra l'intensità dei raggi UV e il colore della pelle?

[rumore di passi]

[Jablonski] "Ciao Tess!"

[Narrazione] Mi sono appassionata di raggi UV e di colore della pelle

negli anni novanta

[sfogliare di pagine]

per prima cosa ho ricercato com'è distribuita la radiazione solare UV nel mondo

e ho constatato che le informazioni al riguardo sono molto frammentarie

[sfogliare di pagine]

quindi iniziai a dare un'occhiata a una rete più grande

e quasi per caso trovai esattamente quello che stavo cercando

che non era stato raccolto da qualcuno interessato alle mie domande

ma piuttosto dalla NASA

[rumore di motori di razzo] "accensione... e decollo!"

Negli anni ottanta, a causa del rischio per la salute generato

dall'assottigliamento dell'ozono atmosferico che determina il blocco dei raggi UV

indusse la NASA a prendere milioni di misurazioni di raggi UV dallo spazio

chiesi quindi alla NASA di inviarmi questi dati

poi chiesi a mio marito, il geografo George Chaplin

di provare a visualizzarli

risultò un'impresa più complicata di quanto pensassi

ma alla fine egli riuscì a inserire i dati in una mappa

che mostrava per la prima volta come l'esposizione ai raggi UV

varia nelle varie parti del mondo

[srotolare di carta geografica]

la cosa più impressionante è il gradiente che si verifica tra l'Equatore e i Poli

interrotto solo dove l'altitudine elevata aumenta l'esposizione

[voce maschile di sottofondo]

e dove la copertura nuvolosa persistente la diminuisce

[Chaplin] "l'elevata umidità blocca gli UV"

l'energia solare è un attributo fondamentale per ogni ambiente

un fatto così ben stabilito

che gli organismi che vivono alle varie latitudini

si sono adattati in qualche modo alle condizioni solari locali

per verificare quanto sono correlati i colori della pelle umana con l'esposizione ai raggi UV

ho raccolto misurazioni effettuate sui pigmenti della pelle

da parte di antropologi che studiano popolazioni indigene

[Jablonski]"per anni gli antropologi hanno avuto problemi nel rilevare esattamente il colore della pelle

ma adesso usiamo questo strumento chiamato RIFLETTOMETRO

praticamente esso invia alla pelle una radiazione di un colore specifico

e misura la quantità di luce che viene riflessa

Questo strumento ci dice quale sia il colore di Tess

E possiamo confrontarlo con la pelle di un essere umano in qualsiasi parte del mondo"

[srotolamento di carta geografica]

[ narrazione ] George ha creato una seconda mappa

usando i colori misurati della pelle e dati ambientali

e infatti la mappa mostra che gli UV predicono il colore della pelle

Dovunque gli UV sono forti, la pelle è scura

come per esempio all'Equatore o ad altitudine elevata

ai poli la pelle delle popolazioni indigene è quasi sempre più chiara

e questo suggerisce che la variabilità nella produzione della melanina della pelle umana

si originò come adattamento biologico

alle diverse condizioni di insolazione esistenti sulla Terra

[Jablonski] "Da quello che sappiamo

probabilmente i nostri progenitori avevano il corpo coperto di peli

sopra un colore della pelle chiaro come altri Primati

Ma allora quando iniziò a comparire una colore più scuro della pelle?

[garrito di gabbiani]

La sequenziazione del DNA può essere di aiuto nel trovare delle prove

per rispondere a questa domanda

Rick Kittles è un genetista

che ha la capacità di decifrare questi indizi

[Kittles] "tutte le volte in cui una specie va incontro a una forma di selezione naturale

alcune forme di selezione naturale

prove di questa selezione si ritrovano nel genoma

e i genetisti sono molto eccitato quando trovano queste firme nei genomi

e questo può essere fatto esaminando geni di diverse popolazioni

ricercando le variazioni esistenti tra i genomi

e effettuando un confronto tra popolazioni

e ciò è molto eccitante, è come sentirsi un detective quando si intraprende questo esame

[musica]

[narrazione] Uno dei tanti geni umani che sono stati collegati alla pigmentazione della pelle

è chiamato MC1R

il campionamento in varie parti del mondo

indica che c'è una discreta variazione nella sequenza di questo gene

ma non in tutti gli angoli del globo

[Kettlis] Non vediamo nelle popolazioni africane una grande variazione del gene MC1R

e il particolare allele presente nella popolazione africana è la causa del colore scuro della pelle

MC1R è responsabile della produzione di una proteina

che causa la trasformazione da feomelanina a eumelanina

e noi sappiamo che la feomelanina è responsabile del colore giallo rossiccio

e che l'eumelanina di quello marrone scuro

[sorriso di bambino e musica]

[narrazione] l'assenza di variazione nel MC1R nella popolazione africana

indica che in quella parte del mondo

c'è una forte pressione selettiva negativa

nei confronti di ogni altro allele diverso da quello della pelle scurissima

e da quanto tempo si sono stabiliti questi alleli nella popolazione africana?

Altri studi genetici hanno permesso di calcolare che questo risalirebbe

a 1,2 milioni di anni fa

Dato che la nostra specie si è evoluta nell'Africa equatoriale

è ragionevole pensare che a quel tempo

gli esseri umani avevano la pelle nera

[Jablonski]: "I resti fossili confermano quello che abbiamo dedotto

dalle prove genetiche

ma ecco che bisogna affrontare quello che è per me

la parte più dura del mistero

[narrazione] L'evoluzione della pelle scura negli esseri umani

suggerisce che con in condizioni di intensa radiazione UV

questo carattere fornisce un utile vantaggio per la sopravvivenza

Ma in cosa consiste esattamente questo vantaggio?

E' certo sicuramente che gli UV che causano danni al DNA delle cellule della pelle

possono provocare il cancro

e il cancro della pelle può essere fatale

Per lungo tempo

questa è stata la spiegazione più plausibile

Tuttavia...

[Jablonski] "Il cancro della pelle nella maggior parte dei casi insorge dopo l'età riproduttiva

Per questa ragione nonostante si accorci la durata della vita

diminuisce la probabilità di tramandare questa mutazione alle generazioni successive

Occorre quindi prendere in considerazione altre alternative

Mi sono recata una conferenza sulla "sindrome severa del parto"

che riferiva di un progetto di ricerca

che portava molte prove sul fatto che molti problemi nel parto

erano più comuni in donne incinte

che avevano nella dieta delle mancanze di una vitamina B

chiamata FOLATO

Soltanto alcune settimane prima

Mi ero imbattuta in una pubblicazione

che parlava di come l'intensa radiazione solare

può distruggere i folati

che circolano nei vasi sanguigni della pelle

Ecco che questo era il link diretto tra radiazione UV

colore della pelle

e successo riproduttivo

Fu un piccolo momento di "eureka" per me

Negli anni successivi si scoprì

che i folati sono utili non solo per il corretto sviluppo embrionale

ma sono anche necessari per la produzione corretta di sperma nei maschi

[Jablonski] "Il folato è una specie di oro biologico

E' un nutriente essenziale

che occorre proteggere dalla radiazione UV

quando circola nei vasi sanguigni della pelle

Questo è ciò che fa la melanina

[rumore di passi e vocio]

[Jablonsky in sottofondo] Mi sentivo a metà strada nel comprendere la variabilità della pelle umana

Ma resta un grande dubbio

Perché non abbiamo tutti la pelle scura?

In effetti è verificato che c'è un'altra relazione

con la luce UV

La luce UV non è del tutto "cattiva"

Infatti una piccola porzione di essa, detta radiazione UV B, è critica

per la produzione nel nostro corpo della vitamina D

Un processo che inizia nella pelle

Senza vitamina D il corpo non può assorbire il calcio dalla dieta

fondamentale per le ossa e per il sistema immunitario

I nostri progenitori, vivendo all'equatore

non avevano problemi a rifornirsi di raggi UVB anche con la pelle scura

per produrre la vitamina D necessaria

Ma alcune popolazioni iniziarono a migrare verso nord

dove la forza dei raggi è molto meno intensa

[Jablonski] "Nelle latitudini settentrionali diventa difficile produrre vitamina D con la pelle scura

di cui il corpo necessita davvero

[Narrazione] la conseguenza è che la carenza di vitamina D

determina rachitismo

una malattia dello sviluppo delle ossa

che può storpiare i più giovani

Alle alte latitudini, con meno UV

la pressione selettiva sul MC1R che produceva carnagione scura nei nostri progenitori

cominciò a diminuire

[Kittles] " quando si guarda la prima migrazione fuori dall'Africa

quando quel vincolo iniziò a indebolirsi

possiamo osservare una miriade di variazioni

[Narrazione] Nelle popolazioni europee e asiatiche

I genetisti hanno scoperto una grande variabilità del gene MC1R

ma una minore variazione in diversi altri geni

che un tempo erano associati con i colori della pelle più chiari

[Kittles] "Diversi ambienti inducono altri geni ad essere selezionati

in quelle popolazioni, in termine di colore della pelle

[Narrazione] La selezione di molte varianti geniche della pelle chiara

si verificò molto volte

in gruppi diversi in molte parti del mondo

per alcuni soltanto diecimila anni fa

Una conferma del legame tra raggi UV e produzione di vitamina D

che guidò l'evoluzione di pelle più chiara

viene dal fatto che alcune popolazioni indigene

che hanno una dieta ricca di questa vitamina essenziale

hanno una pigmentazione scura della pelle

[musica]

[Jablonski] "La tensione tra due aspetti

della nostra ereditarietà biologica

da una parte la necessità di proteggerci dalla maggior parte di radiazione UV

dall'altra quella di usare parte di questi raggi per benefici effetti

queste forze guidarono tutta l'evoluzione

della meravigliosa variabilità del colore della pelle umana

che ci ritroviamo intorno oggigiorno

E' la legge del bilancio evolutivo in azione

resasi necessaria per l'adattamento a diverse condizioni ambientali

che le popolazioni hanno incontrato nelle diverse parti del mondo

[musica]

Queste migrazioni però avvenivano un tempo in molte generazioni

Mentre adesso ci si muove in pochi istanti alla velocità del suono

Questo significa che un numero sempre maggiore di persone

ha una pigmentazione non ben adattata all'ambiente in cui vive

[Malek in sottofondo] "Se sei una persone con pelle chiara e capelli rossi hai un fenotipo che ti dice

che hai maggiore rischio di sviluppare il cancro della pelle

se rimani all'aperto al sole

Se sei una persona di pelle scura che vive per esempio in Scandinavia o in Minnesota

non hai una sufficiente esposizione ai raggi UV

per una sintesi ottimale di vitamina D

e devi assumerla con integratori

Adesso sappiamo che abbiamo bisogno di adattamento culturale come questo

per rimanere in salute

Ma questo non è tutto ciò che abbiamo imparato

Con la conoscenza appresa sull'evoluzione

sappiamo che il colore della pelle è un carattere flessibile

che cambia con il tempo

man mano che gruppi di persone si muovono

verso parti del mondo più o meno assolate

E sappiamo che il colore della pelle è ereditato indipendentemente da altri caratteri

non associati con altri aspetti della persona come l'aspetto o il comportamento

[musica]

Il colore della pelle è un prodotto dell'evoluzione

che mai deve essere giudicato come qualcosa di buono o di cattivo

Noi siamo una specie molto intelligente e adattabile

Siamo una cosa sola sotto al sole.

[musica]

[colonna sonora] sottotitoli di Maddalena Macario