El color de la piel humana: ¿simple diversidad o adaptación
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El color de la piel humana: ¿simple diversidad o adaptación? (as 2005) (Programa Image, mapa UV y fotos en CD 2004 disponible en Biblioteca Central) La piel humana presenta variados tonos de color desde el nacimiento, 1,2 debido a la cantidad del pigmento melanina. Hasta hace unos 20 años, no existía una explicación completa para esta diversidad tan evidente. Muchos pensaban que era sólo un asunto de origen racial: así nacemos, y el color de la piel no tiene ninguna función biológica. Otros pensaban que el color claro protegía contra el frío, aunque los Inuit del Artico son de piel oscura y muy resistentes al frío. Recientemente se postuló que la piel oscura previene el cáncer a la piel; pero el cáncer se desarrolla habitualmente después de la edad reproductiva, de manera que la selección natural no puede actuar así sobre este carácter (¿por qué?). En la presente investigación, exploraremos una idea todavía mas reciente: que el color de la piel tiene funciones,3,4 y que en realidad, es una adaptación producida por selección natural. OBJETIVOS: - Evaluar hipótesis de que el color de la piel es una adaptación. - Aplicar el método científico a un problema nuevo - Analizar datos de imágenes obtenidos computacionalmente. ACTIVIDAD 1: Elaboración de hipótesis sobre efectos dañinos de la luz solar. Considere los siguiente hechos: Hecho 1: En 1978, se determinó el efecto de la luz solar ultravioleta (UV) sobre la cantidad corporal de ácido fólico, una de las vitaminas del complejo B. Después de 1 hr. de exposición a UV, el ácido fólico circulante disminuía a la mitad si el color de piel del sujeto era claro. Hecho 2: Bajos niveles de ácido fólico se correlacionan con defectos congénitos del tubo neural, como espina bífida y anencefalia. Hay tres casos bien documentados en Argentina: niños nacidos con tales anomalías nacieron de madres que, durante sus respectivos embarazos, broncearon su piel en sesiones de solario. Hecho 3: El ácido fólico también es requerido para el desarrollo de los espermios. A partir de estos hechos solamente, proponga una hipótesis sobre los efectos de la melanina en los seres humanos, completando la siguiente proposición: En la piel humana, la función de la melanina es ........................................................ ACTIVIDAD 2: Predicciones a partir de la hipótesis. 2a. Si la hipótesis recién formulada es correcta, y ocurre que la luz UV solar es más intensa sobre la línea del Ecuador, ¿qué deberá ocurrir allí con la sobrevivencia (y reproducción) de las personas que tienen más melanina, en comparación con las que tienen menos melanina? .......................... 2b. Si esas condiciones persisten por varios miles de años, ¿qué va a ocurrir con la frecuencia de individuos con más melanina en los lugares con mucho UV? .......................... ACTIVIDAD 3: Verificación por medición del color de la piel y del respectivo UV. El mapa (Mapa UV) está basado en la cantidad de luz UV detectada en distintos lugares de la Tierra (zonas claras significan más UV en este mapa). Por otra parte, en la Figura adjunta (Caraspiel) se muestran 24 rostros de individuos de distintas etnias, que han permanecido en sus territorios por más de 2 mil años. 3a. Por medio de un programa procesador de imágenes adecuado para instalar en su computador ( por ej. ImageJ, NIH Image, o Scion, comenzando por medir punto negro y blanco), Ud. debe medir (estimar) dos variables: a. la intensidad del color de la piel de cada foto, y b. la intensidad UV predominante en el territorio de la etnia correspondiente. (estan anotadas las coordenadas debajo de cada foto) (Ud. tiene la libertad para determinar el proceso de toma de nuestras, aunque en su Informe debe especificar los supuestos y procedimientos correspondientes). c. construir un gráfico con las dos variables, usando los 24 pares de valores, o algo menos. d. calcular el grado de correlación (¿o regresión?) entre las dos variables. Interpretarlo. ACTIVIDAD 4: Otro factor relevante: efecto de UV y vitamina D. La hipótesis sobre los individuos cercanos al Ecuador con gran cantidad de melanina no explica porqué en las poblaciones de latitudes altas (cerca de los polos) predominan individuos con poco pigmento en su piel. Desde hace tiempo se sabe que esto tiene relación con otra vitamina, la D, que es necesaria para la absorción de calcio en el intestino delgado. El principal sitio de síntesis de la vitamina D es la piel, y por estimulación de UV solar. 4a. Predicción: Si el UV es necesario para la síntesis de vitamina D, y en latitudes altas hay poco UV, ¿qué deberá ocurrir allí con la sobrevivencia (y reproducción) de las personas que tienen menos melanina, en comparación con las que tienen más melanina? .......................... 4b. Si estas condiciones persisten por varios miles de años, ¿qué va a ocurrir con la frecuencia de individuos con menos melanina en los lugares con poco UV? ......................... ACTIVIDAD 5: ¿A qué latitud en Chile debería vivir Ud. según el color de su piel? Si la cantidad de melanina de las etnias originarias indica el aprovechamiento óptimo de luz UV, existe una latitud ideal para que Ud. viva segun la cantidad de melanina que Ud. tenga. 5a. A partir de una foto color suya (que haya sido tomada en Invierno o Primavera, ¿porqué?), y usando los métodos y resultados de la Actividad 3, haga una estimación de la mejor latitud en que debería vivir Ud. 5b. Si hay discordancia entre su latitud real y su latitud ideal, ¿qué medidas preventivas debería tomar Ud. en su vida? 6. Elabore un Resumen Individual corto y preciso que contenga las hipotesis y predicciones de las Actividades 1, 2 y 4, asi como el diseño de toma de datos y el Grafico que obtuvo (con su interpretacion y conclusiones). Organice su Informe como un Resumen de Trabajo Cientifico formato Revista Médica de Chile, agregando una figura (instrucciones en la Revista o en http://www.scielo.cl/revistas/rmc/einstruc.htm . Entregar en la fecha indicada en calendario. La nota obtenida equivale al doble de una Prueba de Seminario o Control de Lectura. BIBLIOGRAFIA 1. Blangero J, Williams-Blangero S. Quantitative genetic analysis of skin reflectance: a multivariate approach. Human Biology 1992;64:35-49. 2. Sturm RA. Human pigmentation genes and their response to solar UV radiation. Mutation Research Review 1998;422:69-76. 3. Jablonsky NG, Chaplin G. The evolution of human skin coloration. Journal of Human Evolution 2000;39:57-106. 4. Jablonsky NG, Chaplin G. Skin deep. Scientific American 2003;Special Issue: A new look at human evolution:72-79.
