Die Genetik von Kupferhaar und blauen Augen: Ein faszinierender Einblick

Die Kombination von Kupferhaar und blauen Augen ist ein seltenes und faszinierendes Phänomen, das seit Jahrhunderten die menschliche Neugier weckt. In diesem Artikel werden wir tief in die genetischen Grundlagen dieser Merkmale eintauchen, ihre evolutionären Vorteile untersuchen und ihre kulturelle Bedeutung beleuchten.

Die genetischen Grundlagen von Haar- und Augenfarbe

Das Erbgut in den Zellen eines Menschen bestimmt, wie er aussieht - zumindest zu großen Teilen. Augen-, Haut- und Haarfarbe sind in den Genen gespeichert, so wie viele andere körperliche Merkmale. Die Entwicklung einer helleren Hautfarbe sowie blauer Augen beim europäischen Menschen konnte zeitlich eingeordnet werden.

Das Melanin-Pigment

Das bekannteste Pigment beim Menschen ist Melanin. Es bestimmt unter anderem die Haut- und Haarfarbe und kommt in zwei Varianten vor: Eumelanin und Phäomelanin. Melanine werden in spezialisierten Hautzellen hergestellt, den Melanozyten.

  • Eumelanin: Für braune und schwarze Farben zuständig. Dieser Farbstoff sorgt auch für Sonnenbräune.
  • Phäomelanin: Deutlich seltener, orangerot.

Wie so oft liegt es in den Genen, wie viel Eumelanin oder Phäomelanin ein Mensch im Körper hat - genauer: auf dem Chromosom 16. Dort befindet sich unter anderem die genetische Information für den Melanocortin-1-Rezeptor oder kurz MC1R.

Der MC1R-Rezeptor

Ist dieser Hormonrezeptor aktiv, bringt er Melanozyten dazu, viel Eumelanin und nur wenig Phäomelanin zu produzieren. Die Folge sind braune oder schwarze Haare, dunkle Haut und Augen. Durch zufällige Mutationen kann aber die Funktion von MC1R gestört sein. Bei mehr als 90 Prozent der rothaarigen Menschen ist MC1R verändert.

Die Entstehung von Kupferhaar

Nur ein bis zwei Prozent der Menschen weltweit haben rote Haare. Auffällig viele der "Redheads" oder "Ginger Heads" tummeln sich in Europa, genauer in Wales, Schottland und Irland. Dort ist jeder zehnte Bewohner rothaarig.

Blonde oder hellbraune Haare enthalten insgesamt wenig Melanin, also wenig Eumelanin und Phäomelanin. Rote Haare sind im Vergleich zu anderen Farbvarianten sehr dick. Dafür tragen rothaarige Menschen mit 90.000 vergleichsweise wenige Haare auf dem Kopf. Braun- und schwarzhaarige Menschen haben im Schnitt 100.000, blonde sogar bis zu 150.000 Kopfhaare.

Die rote Haarfarbe wird verdeckt oder rezessiv vererbt. Das bedeutet, dass auch dunkelhaarige und blonde Menschen die Erbanlagen für rote Haare in ihren Genen tragen können, solange unter ihren Vorfahren irgendwann Rothaarige waren. So kann Rothaarigkeit über Generationen versteckt weitergetragen werden.

Die Entwicklung von blauen Augen

Eigentlich hatten früher alle Menschen braune Augen. Bis vor 6.000 bis 10.000 Jahren plötzlich ein Mensch mit blauen Augen die Welt erblickte. Der Grund: ein Gen war mutiert, das die Produktion des Farbstoffs Melanin beeinflusst. Weniger gelangte in die Iris. Forscher gehen davon aus, dass alle anderen Menschen mit blauen Augen von diesem Urahn mit dem mutierten Gen abstammen.

Die Augenfarbe entsteht in der Iris, dem farbigen Teil des Auges. Sie wird von Pigmenten, den sogenannten Melaninen, eingefärbt. Sind sehr viele davon in der Iris vorhanden, ist sie dunkelbraun. Bei sehr wenigen Pigmenten in der Iris, sind die Augen blau. Dabei sind verschiedene Farbnuancen möglich, etwa blaugrau und blaugrün.

Die Entwicklung einer helleren Hautfarbe könnte für die frühen Europäer einen evolutionären Vorteil dargestellt haben, da sie eine effizientere Synthese von Vitamin D unter den geringeren UV-Strahlungsbedingungen in Europa ermöglichte. Dieses Vitamin ist essenziell für die Gesundheit von Knochen, Zähnen und Muskeln. Im Gegensatz dazu scheint eine hellere Augenfarbe, beispielsweise Blau oder Grün, keinen direkten adaptiven Vorteil geboten zu haben.

Die Rolle der Evolution

Afrika ist die Wiege des modernen Menschen. Dieser ursprüngliche Homo sapiens war dunkelhäutig mit schwarzbraunen Haaren. So war der Mensch, der inzwischen kein Fell mehr trug, gut gegen aggressive Sonnenstrahlung geschützt. Diese Eigenschaften - also viel Melanin in Haut und Haaren - werden dominant vererbt.

Dort scheint die Sonne aber weniger und auch nicht so intensiv. Der eigentlich sinnvolle Sonnenschutz wandelte sich zum Nachteil, denn die stark pigmentierte Haut filterte zu viel UV-Licht heraus. Das benötigt der menschliche Körper aber, um Vitamin D herzustellen. Menschen mit - zufälligerweise - weniger Eumelanin und deshalb hellerer Haut hatten also auf einmal einen Vorteil, obwohl diese Eigenschaften rezessiv vererbt werden.

Die Evolution sorgte dafür, dass sich diese Mutation in Gebieten durchsetzte, in denen die Sonne weniger intensiv scheint. Gleichzeitig waren Wales, Schottland und Irland durch ihre Insellage lange isoliert, sodass sich die rezessiven Eigenschaften stärker stabilisieren konnten als in Gebieten mit starker Zu- und Abwanderung.

Die Bedeutung in der Forschung

Ghirotto und ihr Team analysierten 348 DNA-Proben aus archäologischen Stätten in 34 Ländern Europas und Asiens. Die älteste, 45.000 Jahre alte Probe stammt vom Ust-Ishim-Individuum aus Westsibirien, eine weitere hochwertige Probe von einem 9000 Jahre alten schwedischen Individuum. Da viele Proben degradiert waren, nutzten die Forscher probabilistische Phänotyp-Inferenz und das HIrisPlex-S-System zur Vorhersage von Pigmentierung.

Die Forschung zeigt zudem, dass dunkle Haut in Teilen Europas bis zur Kupferzeit weit verbreitet war und regional sogar noch länger dominierte. Paläogenetiker Carles Lalueza-Fox bezeichnete es als überraschend, dass einige Europäer bis in die Eisenzeit Gene für dunklere Pigmentierung besaßen.

Die Gesundheitlichen Aspekte

Menschen mit roten Haaren haben weniger und andere Pigmente in den Haaren und der Haut. Letztere ist sehr hell und empfindlich gegenüber Sonnenstrahlen. Es ist bekannt, dass wiederholte Sonnenbrände das Risiko für Hautkrebs steigern.

Dabei gilt: Je mehr Eumelanin, umso dunkler die Haut und umso unempfindlicher ist sie gegen Sonnenstrahlung. Außerdem kann Eumelanin ganz schön was einstecken, bevor es kaputtgeht. Man sagt auch, das Pigment ist photostabil. Ganz anders das Phäomelanin: Es reagiert sehr empfindlich auf Licht und bietet so kaum Schutz.

Allerdings zeigen neuere Forschungen, dass nicht allein die mechanische Wirkung der Farbstoffe für den Sonnenschutz zuständig ist. Eumelanin ist auch ein sogenannter Radikalfänger. Das Pigment deaktiviert also reaktive Moleküle, die Zellschäden hervorrufen können. Außerdem aktiviert MC1R bestimmte Mechanismen in der Zelle, die zum Beispiel Schäden an der Erbsubstanz (DNA) reparieren. Bei den meisten Rothaarigen ist MC1R verändert. Sie haben also deutlich weniger Eumelanin.

Rothaarige und somit Träger von MC1R-Genvarianten reagieren anders auf Schmerzreize als Nichtrothaarige. Ausschlaggebend ist die Art des Reizes. Auf mechanischen Druck zum Beispiel reagieren rothaarige Menschen unempfindlicher, während Hitze und Kälte ihnen mehr zusetzen als Probanden mit anderen Haarfarben. Interessant ist, dass rothaarige Menschen offenbar nicht auf die schmerzstillende Wirkung von Lidocain ansprechen. Dieser Wirkstoff wird zur örtlichen Betäubung vor allem bei zahnmedizinischen Behandlungen eingesetzt.

Die rasante Evolution der Europäer

Hier ist eine Tabelle, die die Verteilung der Haar- und Augenfarben in der Weltbevölkerung zusammenfasst:

Merkmal Häufigkeit Genetische Faktoren Regionale Verteilung
Braune Augen Am häufigsten Hohe Melanin-Konzentration Weltweit verbreitet
Blaue Augen Relativ häufig Geringe Melanin-Konzentration Nord- und Osteuropa
Grüne Augen Selten Geringe bis moderate Melanin-Konzentration Nord- und Westeuropa
Kupferrotes Haar Sehr selten Mutationen im MC1R-Gen, Phäomelanin Wales, Schottland und Irland
Bernsteinfarbene Augen Selten Niedrige Melaninkonzentration, Lipochrom Variiert geografisch

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