נוסח השאלה המלא: האם צבע עורנו מושפע מקליטת האור כמו בגופים דוממים? כלומר, אדם כהה עור יתחמם יותר מאדם בהיר עור? מזל מכלוף

מזל שלום,

אפשר להמשיל את השאלה ללבישת בגדים בצבעים שונים האם לבישת מעיל בצבע כהה או ישיבה במכונית כהה מחמממים יותר מאשר ביצוע אותה פעולה בסביבה בהירה יותר? אם כן, למה האפקט לא יהיה זהה גם במה שקשור לצבע עורנו?

התשובה לכך קצת מורכבת.

נסתכל לדוגמה על מקומות עם אקלים חם כמו ניגריה צבע העור השכיח בהם יהיה לרוב הרבה יותר כהה מאשר במקומות קרים כגון נורווגיה או שבדיה (עוד על כך תוכלו לקרוא בכתבה על האבולוציה של צבע העור). אם עור כהה באמת היה סופג יותר אור ומעניק יתרון קיומי באקלים קר, האם לא היה הגיוני יותר שלאנשים שחיים במקומות קרים יהיה עור כהה ושלאלה שחיים במקומות חמים יהיה דווקא עור לבן? ננסה לענות על השאלה בכמה שלבים.

מה גורם לעור להיות כהה?

צבע עור האדם נקבע ברובו על ידי פיגמנט (צבען המשפיע על צבע עורנו) הקרוי מלנין. המלנין עשוי מיחידות קטנות יותר שנקראות מלנזומים, שנמצאים בתאי עור הנקראים מלנוציטים. ייצור המלנין על ידי המלנוזומים גדל ככל שהם גדולים יותר וככל שהם פחות מקובצים בתאים. ככל שהמלונוזמים מייצרים יותר מלנין כך יהיה העור כהה יותר.

     

משמאל אפשר לראות את שכבות העור השונות ומימין תקריב של שכבת האפידרמיס (השכבה העליונה של העור) שבה מסומנים תאי המלנוציטים וגרגירי המלנין שהם מפרישים. לקוח מתוך ויקיפדיה.

איך עורנו קולט אור וחום?

האור נע במרחב כגל שעוצמתו יכולה להשתנות. העוצמה, בתורה, נקבעת לפי אורך הגל, שיכול להיות קצר וחזק כמו בגלי רנטגן או ארוך וחלש כמו בקרינת רדיו )עוד על כך אפשר לקרוא בכתבה "מהו מיסוך קרינה"). אך אנו לא עוסקים בכל אורכי הגל, אלא רק באותם גלים שנקלטים אצלנו מאור השמש וגורמים לעור להתחמם. הגלים האלה נמצאים בתחום התת-אדום (אינפרה-אדום) ועוצמתם בינונית.

לפי נאס"א (סוכנות החלל הבינלאומית), האורך של גלים אלו הוא בערך כקוטר של ראש סיכה. כאשר הם מגיעים לעורנו, או לכל גוף אחר, הם נבלעים בגוף שבו הם נתקלו והאנרגיה של הגל הופכת לאנרגיית חום שמחממת את העצם. ככלל, עצמים כהים בולעים יותר גלים בטווח התת-אדום מאשר עצמים בהירים ולכן הם גם מתחממים יותר, משום שיותר אנרגיה מומרת בהם ליותר חום.

ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית. אפשר לראות את אורך גלי הרדיו לעומת הקרינה התת-אדומה וגלי רנטגן (X).

ועכשיו נשאלת השאלה העיקרית: האם חוקי הפיסיקה האלה תקפים גם לגבי צבע העור שלנו? האם עור כהה בולע יותר אור בטווח התת-אדום מאשר עור בהיר?

התשובה לשאלה אינה חד-משמעית. יש מחקרים שמראים שאין הבדל, בעוד מחקרים אחרים שמבוססים על העובדה הפיסיקלית שעצמים שחורים בולעים יותר אור גורסים שעור כהה אכן סופג יותר אנרגיה.

נחזור רגע לכך שטמפרטורת הגוף של בני אדם בכל רחבי העולם, בלי קשר לצבע העור או המין, נשמרת על רמה פחות או יותר אחידה באזור 37 מעלות צלזיוס. הגוף האנושי יודע לשמור על סביבה פנימית יציבה למרות שינויים בסביבה החיצונית שלנו, באמצעות הגברה של זרימת הדם שמחממת את הגוף או הזעה שמקררת אותו. מחקרים הראו שקצב הלב וקצב ההזעה של אפריקאים כהי עור ושל אירופאים בהירי עור זהה כל עוד הם נמצאים באותו טווח של משקל וגובה, במנוחה או בפעילות גופנית.

אז אם עור כהה אכן קולט יותר חום, לאן החום הזה הולך? תשובה אפשרית אחת היא שהוא הולך למלנוציטים. יש תיעוד רפואי עוד מימי מלחמת קוריאה בשנות ה-50 שמלמד שחיילים בעלי עור כהה מאוד (שמכיל הרבה פיגמטים), עמידים יותר לפגיעות קור מחיילים בעלי עור בהיר. לכן ייתכן שעודף המלנוציטים שקיים אצלם מאפשר להם לנצל חלק מהאנרגיה העודפת ומהחום שנוצר מקליטת הקרינה התת-אדומה. מכאן אפשר לשער שלא כל האנרגיה שנספגת מועברת לגוף.

שמירה על סביבה פנימית אצל האדם מתאפשרת בין היתר בזכות שליטה בזרם הדם לצרכי חימום והפרשת זיעה לצרכי קירור.

לסיכום: עור כהה יותר עשוי לבלוע יותר אור באורך התת-אדום מאשר עור בהיר, אך זה לא בהכרח מעיד שאנשים כהי עור צוברים יותר אנרגיה בצורת חום בתגובה לחשיפה לקרינה שמגיעה מהשמש. נראה שהאנרגיה שנספגת מומרת לחוף גוף רק בחלקה,  ושהשאר מנוצל בצורה אחרת שעדיין אי אפשר לקבוע את טיבה.

וכעת שאלה אליכם: נחזור רגע להתחלה. אם צבע העור של האדם לא נועד לשלוט על חום גופו, למה יש טווח כה רחב של צבעי עור בעולם, שמשתנה ככל הנראה בהתאם לתנאי האקלים ולעוצמת אור שמש?

מרינה ליסנקו
דוקטורנטית, המחלקה לבקרה ביולוגית
מכון ויצמן למדע



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

אתר דוידסון אונליין עוסק במתן מידע מדעי בלבד ואין לראות בכתוב בו תחליף לייעוץ רפואי או תזונתי. אין לצטט חלקים מכתבה זו, אלא רק את הכתבה בשלמותה.

4 תגובות

  • אנונימי

    אני מורה למדעים ונשאלתי

    אני מורה למדעים ונשאלתי בשיעור על מוטציות האם ניתן לאמר על צבע עור כהה או בהיר שזו מוטציה ששרדה בשל יתרון של החזר קרינה בצבעים הכהים - אודה לך אם תוכלי לענות לי בהקדם

  • אני

    חדר כושר

    זה מוזר, כי ראיתי ששחומות מזיעות יותר בחוגי אירובי ולבנות לא מזיעות כלל.

  • מיה

  • צםרןד

    מוזר מאוד שלנושא כל כך פשוט (יחסית) פיזיקלית אין תשובה מדעית

    כיום מבינים אפקטים קוונטיים בלתי רציונלים אבל לא יודעים לבדוק אם שחומי עור מתחממים יותר ? מדהים.
    ואין אף תגובה מלבד שלי - ממש מדהים