淡色皮膚的演化與合成維生素D的關聯，美國布倫戴斯大學的盧米斯在1967年就闡明了。他證明了維生素D對生殖成就十分重要，因為維生素D使腸子能夠吸收鈣質，而骨骼的正常發育、免疫系統的活力，都少不了鈣質。過去20年來，美國波士頓大學醫學院霍利克教授領導的研究，進一步確立了維生素D在發育過程與免疫系統中的重要角色。他的團隊也證明了：並不是所有的陽光都有足夠的UVB，可以刺激生產維生素D。舉例來說，波士頓位於北緯42度（譯註：北京約在北緯40度），在那裡，人類的皮膚細胞到了3月中旬之後才會製造維生素D；冬季裡，那裡沒有足夠的UVB可製造維生素D。我們覺悟到：這是膚色演化的故事裡，另一件不可或缺的證據。
我們在1990年代初期的研究過程中，沒找到地球各地紫外線輻射的實測資料。直到1996年，我們與美國科羅拉多大學波爾德分校環境科學合作研究所的韋瑟黑德（Elizabeth Weatherhead）博士連絡上，才終於找到。她與我們分享了1978~1993年地球表面紫外線輻射數據的資料庫，那是美國航太總署以配備了「測繪臭氧總量分光計」（TOMS）的衛星收集的。根據那些衛星資料，我們製作了地球紫外線輻射的分布圖，並以製造維生素D所需的UVB量劃分區域。
誰能製造足夠的維生素D？生活在熱帶的族群，整年都能從陽光中接收足夠的紫外線，製造維生素D；但生活在較高緯度的人就無法接收到足夠的紫外線。住在溫帶的人一年有一個月得不到足夠紫外線；生活在接近南北極的人，一年中大部分時間裡都得不到足夠的紫外線。根據紫外線強度預測的居民膚色。在舊世界裡，原住民的膚色與預測值很接近。不過，新世界（即美洲）裡的長期居民，膚色一般都比預測值淡，也許那是因為他們都是新移民，再加上食物等因素造成的。
我們發現地球表面可以分成三個「維生素D區」：一個是熱帶，一個是亞熱帶與溫帶，最後一個是南北緯45度的繞極區。在第一區裡，全年都有充足的UVB，人類終年都有足夠的機會製造維生素D；在第二區，全年至少有一個月沒有足夠的UVB；在第三區，全年的平均UVB輻射量，不足以合成維生素D。這個分布可以解釋，為什麼熱帶原住民通常都有黑皮膚，而亞熱帶與溫帶的原住民膚色比較淡，但是會曬黑，居住在接近兩極的原住民膚色則非常淡，又容易曬傷。
這個研究最有趣的一面，是那些膚色不怎麼符合預測的族群。阿拉斯加與加拿大北部的因紐特人就是一個例子。他們的膚色比起以當地UVB輻射量預測的來得深些。這也許是兩個因素造成的。第一，在這些氣候區裡，他們是相當晚近的居民，大約5000年前才遷入。第二，因紐特人的傳統飲食，都是維生素D含量極高的食物，特別是魚與海洋哺乳類。這種富含維生素D的食物，抵消了皮膚在高緯度地區合成維生素D的困難，使他們能夠保持比較深的膚色。
我們對各地合成維生素D的潛力所做的分析，使我們了解與人類膚色相關的另一個形質：所有族群中的女性，膚色通常都比男性來得淡。（我們的數據顯示，女性膚色往往比男性淡3~4%。）偶爾，科學家會臆測其中的緣故，大多數人都辯稱，這個現象源自性擇：男性偏愛膚色淡的女性。我們主張，雖然這可能不無道理，卻不是造成性別差異的初始理由。女性在還有生殖力的時候，比男性更需要鈣質，特別是在懷孕期與哺乳期，她們必須充分利用食物中的鈣質。因此，我們認為，女性的膚色往往比男性淡，是為了讓更多UVB穿透皮膚，提昇她們製造維生素D的能力。在紫外線輻射量較高的地區，女性的確受到嚴酷的天擇壓力，她們的皮膚一方面需要色素保護，另一方面又得兼顧製造維生素D的能力。【意猶未盡嗎？欲閱讀完整全文，請參閱2002年12月號「膚色深淺大有關係」一文。】
【延伸閱讀】
現在世界上有許多族群生活在與他們膚色不相稱的紫外線輻射區，是因為他們最近才遷入那些地區。由於近代人類文化的發展，出現了蔽體的衣物、遮風避雨的住所，人類懂得利用工具來預防皮膚受到紫外線傷害，因此得以在與膚色不相稱的輻射區住下來，但是，長遠看來會不會有不好的影響？詳見本期《科學人》第115頁〈文化與生物學相遇之處〉。
本文兩位作者曾在2000年7月1日出版的《人類演化期刊》發表〈人類皮膚著色的演化〉一文，你可以在這個網頁看到本文摘要。
〈為什麼會有不同的膚色？〉（Why Skin Comes in Colors.） by Blake Edgar in California Wild, Vol. 53, No. 1, pages 6-7; Winter 2000.
〈黑皮膚與白皮膚︰膚色的生物學〉（The Biology of Skin Color: Black and White）by Gina Kirchweger in Discover, Vol. 22, No. 2, pages 32-33; February 2001.
來自
http://www.sciam.com.tw/read/read...=148&DocNo=235
