Почему светлые волосы у детей темнеют, и почему это ломает ДНК-портрет

На детских фотографиях ребёнок платиновый блондин, а к средней школе он русый, иногда почти шатен. Родителям кажется, что им мерещится, потому что менялось всё медленно и незаметно.

Не мерещится. Польские антропологи и генетики обследовали 476 детей шести-тринадцати лет и собрали данные о том, какими их волосы были в раннем детстве. Из тех, кто был тогда светловолосым, к моменту обследования потемнели до каштанового оттенка 70,8 %. Потемнение — правило, а не исключение.

Один пигмент, два вкуса

Цвет волосу даёт меланин, который производят клетки-меланоциты внутри волосяной луковицы. Меланина два типа: эумеланин отвечает за коричневые и чёрные тона, феомеланин — за жёлтые и рыжие. Луковица делает смесь, и от её состава зависит оттенок. Чем больше эумеланина, тем темнее волос.

Здесь и прячется ответ на вопрос из заголовка. Луковица не настроена раз и навсегда. Сигналы, которые управляют выработкой пигмента, с возрастом меняются, и новые волосы растут другими, чем росли прежние.

Ещё одна деталь, которая сбивает с толку родителей: волос не перекрашивается. Тот, что уже вырос, остаётся прежним до конца своей жизни, а меняется только цвет новых. Поэтому голова темнеет не разом, а по мере смены волос — год, два, иногда дольше.

Заметнее всего — в пубертате

Десмонд Тобин, профессор дерматологической науки Университетского колледжа Дублина, говорит, что самое заметное потемнение приходится примерно на десять-тринадцать лет. Скорее всего, дело в гормонах: эстрогены и андрогены подстёгивают производство эумеланина, и волосы темнеют постепенно, волос за волосом.

Косвенное подтверждение даёт беременность: на фоне высоких эстрогена и прогестерона волосы у женщин тоже нередко темнеют.

А те, кто остаётся блондином на всю жизнь, по словам Тобина, имеют генетически заданное сниженное образование эумеланина — их луковицы на гормональную команду просто не отвечают так сильно.

Как именно гормон доходит до пигмента, неизвестно

Дальше начинается честная неопределённость. Есть группа гормонов-меланокортинов, и один из них, альфа-меланоцитстимулирующий, умеет приказывать пигментным клеткам делать больше меланина. В коже это хорошо изучено: ультрафиолет повреждает ДНК клеток, запускается сигнальный каскад, выделяется альфа-МСГ, кожа загорает.

В волосах то же самое никто не показал. Нет данных, что рост альфа-МСГ, тестостерона, эстрогена или какого-то конкретного гормона вызывает потемнение светлых волос. Известно лишь, что система в принципе способна такую команду передать.

С генами тоже пусто. «Мы пока не определили гены, которые контролируют этот процесс», — говорит Войцех Браницкий, исследователь генетики пигментации человека из Ягеллонского университета. Он допускает, что гормоны действуют на луковицы по-разному в зависимости от генетического фона: два ребёнка стартуют с одинаково светлыми волосами, а дальше у одного производство пигмента нарастает, у другого нет.

Неожиданный пострадавший — криминалистика

Практическое следствие этой детской истории обнаружилось там, где его не ждали.

По ДНК сегодня пытаются восстанавливать внешность неизвестного человека — так работает система HIrisPlex, которой пользуются в судебной генетике. В той самой работе с польскими детьми её проверили на них же. Цвет глаз она угадывала хорошо: голубой и карий предсказывались с точностью около 0,89 и 0,91 по принятой в таких задачах шкале, где единица означала бы безошибочность.

С волосами вышло хуже. Рыжий цвет определялся почти идеально, 0,97. А светлый и каштановый — всего 0,64, то есть немногим лучше подбрасывания монетки.

Одна из причин как раз в возрастном потемнении. Генотип у ребёнка тот же, что у взрослого, а фенотип за несколько лет уезжает из «светлых» в «каштановые». Модель, обученная на взрослых, видит гены блондина и не знает, в какой точке этого пути находится их обладатель.

Есть и оговорка к самим числам. Дети в работе польские, выборка невелика по меркам генетики, и в других популяциях доли могут оказаться иными. Данные о том, какими волосы были в раннем детстве, собирали не у всех участников, а у части.

Чего работа не даёт — так это способа поправку сделать. Чтобы предсказывать цвет волос с учётом возраста, нужно знать гены, которые управляют потемнением, а их пока не нашли.