Kulit gelap
Sebuah studi yang dilakukan pada tahun 1978 meneliti efek dari sinar matahari pada asam folat- kadar vitamin B kompleks. Studi tersebut menemukan bahwa bahkan untuk sinar matahari yang intens dalam jangka waktu yang pendek mampu mengurangi kadar asam folat hingga separuh, jika seseorang memiliki kulit terang. Kadar folat yang rendah berkorelasi dengan kerusakan tabung saraf, seperti
anencefali dan spina bifida. Sinar UV bisa melucuti folat yang penting untuk perkembangan sehat janin. Dengan adanya kelainan dalam folat ini anak-anak dapat lahir tanpa otak atau sumsum tulang belakang yang lengkap. Nina Jablonski, seorang profesor antropologi dan ahli evolusi warna kulit manusia, menemukan beberapa kasus dimana ibu yang pergi ke studio untuk menggelapkan warna kulit
mempunyai keterhubungan dengan kerusakan tabung saraf pada awal masa kehamilan mereka. Ia juga menemukan bahwa asam folat sangat penting untuk perkembangan sperma; beberapa obat kontrasepsi pria berdasarkan pada prinsip penghambatan folat. Telah diketahui bahwa folat dapat mendorong terjadinya evolusi kulit gelap.
Dengan menyebarnya manusia dari khatulistiwa Afrika ke daerah yang memiliki radiasi UV rendah dan ke tempat dengan ketinggian yang lebih tinggi pada suatu waktu antara 120.000 hingga 65.000 tahun yang lalu, kulit gelap kemudian timbul sebagai sebuah kerugian. Populasi dengan pigmentasi kulit terang berkembang di daerah yang beriklim sedikit sinar matahari. Pigmentasi kulit terang melindungi
terhadap kekurangan vitamin D. Hal ini diketahui bahwa orang-orang berkulit gelap yang telah pindah ke daerah dengan iklim yang memiliki sinar matahari terbatas dapat mengakibatkan kondisi yang berhubungan dengan vitamin D seperti rakhitis, dan berbagai bentuk kanker.
Hipotesis utama lain yang telah diajukan melalui sejarah untuk menjelaskan evolusi warna kulit gelap berhubungan dengan meningkatnya kematian akibat kanker kulit, meningkatnya tingkat kesesuaian sebagai bentuk perlindungan terhadap terbakar sinar matahari, dan meningkatnya manfaat karena sifat antibakteri dari eumelanin.
Berpigmentasi gelap, kulit kaya eumelanin melindungi terhadap kerusakan DNA yang disebabkan oleh sinar matahari. Hal ini dikaitkan dengan menurunnya tingkat kanker kulit di kalangan populasi berkulit gelap. Adanya feomelanin pada kulit terang meningkatkan tekanan oksidatif dalam melanosit, dan hal ini dikombinasikan dengan keterbatasan kemampuan feomelanin menyerap radiasi UV
memberikan kontribusi pada tingkat kanker kulit yang lebih tinggi di kalangan individu berkulit terang. Efek merusak radiasi UV pada struktur DNA dan terdapatnya peningkatan risiko kanker kulit telah diakui secara luas. Namun jenis kanker tersebut biasanya mempengaruhi orang-orang di akhir atau setelah karier reproduksi mereka dan belum dapat dijadikan alasan evolusi di balik perkembangan pigmentasi kulit gelap.
Dari semua jenis kanker kulit, hanya melanoma ganas yang memiliki pengaruh besar terhadap usia reproduksi. Tingkat kematian akibat melanoma sangat rendah (kurang dari 5 kematian per 100.000 orang) sebelum pertengahan abad ke-20. Rendahnya tingkat kematian akibat melanoma selama usia reproduksi tidak dapat dijadikan alasan utama di balik perkembangan pigmentasi kulit gelap.
Hasil studi telah menunjukkan bahwa bahkan terbakar sinar matahari yang serius pun tidak dapat mempengaruhi fungsi kelenjar keringat dan termoregulasi. Tidak ada data atau penelitian yang mendukung bahwa terbakar sinar matahari dapat menyebabkan kerusakan yang sangat serius yang dapat mempengaruhi keberhasilan reproduksi.
Kelompok hipotesis lain berpendapat bahwa pigmentasi kulit gelap berkembang sebagai perlindungan antibakteri terhadap penyakit infeksi tropis dan parasit. Meskipun memang benar bahwa eumelanin memiliki sifat antibakteri, hal penting sekunder dari eumelamin ialah sebagai penyerap fisik untuk melindungi terhadap kerusakan yang disebabkan radiasi UV. Hipotesis ini tidak konsisten dengan
bukti-bukti bahwa sebagian besar evolusi hominid berlangsung di lingkungan sabana dan tidak di hutan hujan tropis. Manusia-manusia yang hidup di tempat panas dan lingkungan bermatahari terik memiliki kulit lebih gelap dari manusia yang hidup di lingkungan basah dan berawan. Hipotesis antimikroba juga tidak menjelaskan mengapa beberapa populasi (seperti Inuit atau bangsa
Tibet) yang tinggal jauh dari daerah tropis dan terpapar radiasi UV yang tinggi memiliki pigmentasi kulit yang lebih gelap dibandingkan populasi di sekitarnya.
Manusia berkulit gelap memiliki jumlah melanin yang tinggi ditemukan di kulit mereka. Melanin adalah turunan dari asam amino tirosin. Eumelanin adalah bentuk dominan dari melanin yang ditemukan di kulit manusia. Eumelanin melindungi jaringan dan DNA dari kerusakan akibat radiasi sinar UV. Melanin diproduksi di sel-sel khusus yang disebut melanosit, yang ditemukan pada tingkat
terendah epidermis. Melanin dihasilkan dalam paket-paket kecil yang terikat dengan membran, yang disebut melanosomes. Orang-orang dengan kulit gelap alami memiliki melanosomes yang bergerombol, besar, dan berisi penuh dengan eumelanin. Empat kali lipat perbedaan kulit gelap alami memberikan tujuh sampai delapan kali lipat perlindungan terhadap kerusakan DNA, namun bahkan warna kulit yang paling gelap sekalipun tetap tidak dapat melindungi terhadap semua kerusakan yang dapat terjadi pada DNA.
Kulit gelap memberikan perlindungan yang besar terhadap radiasi UV karena kandungan eumelanin, kemampuan menyerap radiasi UV dari melanosomes yang besar, dan karena eumelanin dapat dimobilisasikan dengan lebih cepat dan dibawa ke permukaan kulit dari kedalaman epidermis. Untuk wilayah tubuh yang sama, individu-individu berkulit terang dan gelap memiliki jumlah melanosit yang
sama (terdapat cukup banyak variasi antara daerah tubuh yang berbeda), tetapi organela yang mengandung pigmen, yang disebut melanosomes, lebih besar dan lebih banyak pada individu berkulit gelap. Keratosit dari kulit gelap yang tumbuh bersama dengan melanosit menghasilkan pola distribusi karakteristik melanosome dari kulit gelap. Melanosomes tidak berada dalam keadaan teragregasi
dalam kulit berpigmen gelap dibandingkan pada kulit berpigmen terang. Karena beratnya melanosomes yang mengandung melanin pada kulit berpigmen gelap, kulit berpigmen gelap dapat menyerap lebih banyak energi dari radiasi UV dan dengan demikian memberikan perlindungan yang lebih baik terhadap bahaya terbakar sinar matahari melalui penyerapan dan dispersi sinar UV. Kulit berpigmen gelap melindungi terhadap kerusakan DNA secara
langsung maupun tidak langsung. Photodegration terjadi ketika melanin menyerap foton. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa efek perlindungan terhadap cahaya (photoprotective) pada kulit gelap meningkat dengan fakta bahwa melanin dapat menangkap radikal bebas seperti hidrogen peroksida, yang diciptakan akibat interaksi radiasi UV dengan lapisan kulit. Kulit dengan banyak pigmen melanosit memiliki kapasitas
yang lebih besar untuk terbelah setelah proses iradiasi dari radiasi UV, yang menunjukkan bahwa pada kulit dengan lebih banyak pigmen melanosit terjadi lebih sedikit kerusakan DNA. Meskipun demikian, UVB merusak sistem kekebalan tubuh bahkan pada individu berkulit gelap karena efek UVB pada sel-sel Langerhans. Stratum korneum orang-orang berkulit gelap atau berkulit kecokelatan
lebih kental dan mengandung lebih banyak lapisan sel yang berubah menjadi lapisan tanduk dibandingkan pada orang-orang berpigmen terang. Kualitas pada kulit gelap ini meningkatkan fungsi perlindungan penghalang kulit. Meskipun kulit berpigmen gelap menyerap sekitar 30 sampai 40% lebih banyak sinar matahari dibandingkan kulit berpigmen terang, kulit gelap tidak meningkatkan pemasukan panas ke dalam internal tubuh di saat