Почему у одних людей веснушки, а у других нет

Как клетки кожи создают веснушки

Цвет кожи, волос и глаз человека зависит от меланина. Это защитное вещество синтезируют специальные клетки эпидермиса — меланоциты. Меланин защищает ядра клеток от повреждения ультрафиолетовым излучением солнца, поглощая опасные лучи.

В организме человека образуются две основные разновидности этого пигмента. Эумеланин имеет тёмно-коричневый или чёрный оттенок. Он эффективно экранирует кожу и создаёт ровный смуглый загар при нахождении на солнце. Феомеланин отличается жёлтым и красноватым оттенком, хуже рассеивает солнечное излучение и вырабатывается преимущественно у людей со светлой кожей, светлыми или рыжими волосами.

У большинства людей меланоциты распределены равномерно и при загаре вырабатывают пигмент одинаково по всей поверхности открытой кожи. У обладателей веснушек меланоциты распределены неравномерно, собираясь в микроскопические группы. Когда на кожу попадают солнечные лучи, эти точечные островки клеток начинают ускоренно выбрасывать порции феомеланина. Соседние участки кожи остаются бледными, из-за чего на лице и теле проступают золотистые или коричневые пятна.

Генетика веснушек и ген рецептора меланокортина

Главную роль в появлении конопушек играет ген MC1R, расположенный на шестнадцатой хромосоме человека. Этот участок ДНК содержит инструкцию для сборки рецептора меланокортина первого типа. Рецептор работает как молекулярный переключатель на мембране меланоцита, давая клетке команду, какой именно тип пигмента нужно производить в данный момент.

Если ген работает в базовом варианте, клетка синтезирует много тёмного эумеланина. При наличии определённых мутаций в рецепторе переключатель перестаёт вовремя передавать сигнал. Клетка переходит на производство светлого феомеланина, который и формирует рыжий цвет волос и светлые пятна на коже.

Генетики выяснили, что склонность к появлению веснушек передаётся по наследству преимущественно по аутосомно-доминантному типу. Достаточно получить изменённый вариант гена хотя бы от одного из родителей, чтобы на коже при контакте с солнцем начали появляться характерные пятнышки. Однако выраженность признака может сильно различаться из-за влияния соседних генов-модификаторов.

Связь веснушек с цветом волос и глаз

Поскольку ген MC1R одновременно контролирует пигментацию кожи и волосяных фолликулов, веснушки чаще всего встречаются у людей со светлыми и рыжими волосами. У рыжеволосых людей обе копии гена содержат изменения, снижающие синтез тёмного меланина, поэтому веснушки у них проявляются ярче всего.

• Рыжие волосы и очень светлая кожа почти всегда сопровождаются россыпью веснушек на лице, плечах и руках.
• Русые и светло-каштановые волосы часто сочетаются с веснушками, которые становятся заметными весной и бледнеют к зиме.
• Тёмные волосы и карие глаза реже соседствуют с веснушками, однако такое сочетание возможно при наличии у темноволосого человека одной копии изменённого гена от светлокожего предка.

Цвет глаз определяется другими генами, в первую очередь OCA2 и HERC2 на пятнадцатой хромосоме. Тем не менее общая склонность организма к слабой выработке эумеланина связывает светлые глаза со светлой кожей. По этой причине обладатели голубых, серых и зелёных глаз имеют веснушки значительно чаще темноглазых людей.

Как исследовать веснушки в школьном проекте

Для исследовательской работы по биологии веснушки служат удобным объектом генетического анализа, так как этот признак легко наблюдать визуально без сложных лабораторных приборов.

Сбор данных через опрос одноклассников

Исследование удобно начать с анкетирования одноклассников и учеников параллельных классов. В опросный лист включают вопросы о наличии веснушек, степени их проявления в разное время года, естественном цвете волос и оттенке радужки глаз. Выборка из пятидесяти или ста человек позволяет вычислить процентное соотношение признаков и проверить статистическую связь между светлыми волосами и наличием пигментных пятен.

Построение семейных родословных

Второй этап проекта состоит в изучении наследования веснушек внутри нескольких конкретных семей на протяжении трёх поколений. Для этого составляют генеалогическое древо по общепринятым биологическим правилам. Мужчин обозначают квадратами, женщин — кружками, а наличие веснушек показывают закрашиванием фигуры.

Анализ родословной наглядно показывает доминантный характер наследования признака. Если веснушки есть у одного из родителей, они проявляются у половины или у большинства детей. Отсутствие признака у обоих родителей обычно приводит к тому, что дети также рождаются с чистой кожей, не склонной к образованию пятен.

Почему веснушки исчезают зимой

Количество и яркость веснушек меняются по сезонам из-за естественного обновления эпидермиса. Верхний слой кожи человека полностью обновляется примерно за двадцать восемь дней. Клетки постепенно поднимаются из глубоких слоёв на поверхность, теряют влагу и отшелушиваются.

Летом постоянный ультрафиолет стимулирует скопления меланоцитов непрерывно вырабатывать новые порции феомеланина, поэтому пятна выглядят яркими и контрастными. Зимой интенсивность солнечного света падает, выработка пигмента замирает, а старые окрашенные клетки постепенно слущиваются. К началу весны многие веснушки становятся почти невидимыми, пока весеннее солнце не запустит цикл заново.