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例如,生活在南、北半球高纬度地区的生命体已经适应了只接收少量的UVB辐射,且只在夏至日时才能接收到。
[74]UVB和UVA在地球上的不均等分配,对不同纬度生命的演化产生了巨大影响,也对人类肤色的演化产生了巨大影响,关于后一点,我们将在后面的章节中再作叙述。
人体中大部分由紫外线辐射引起的化学反应都是有害的。
假如你有过被晒伤的经历,你就知道皮肤受伤是什么样子了,你能感受并看到这些伤害。
但晒伤只是紫外线辐射最直接的影响而已。
紫外线辐射所引起的最严重的破坏则更为糟糕,因为它能持续多年而不被发现—紫外线辐射能破坏DNA分子。
DNA分子是人体中最重要的信息携带分子,对细胞分裂至关重要。
紫外线辐射可以在DNA分子吸收辐射时改变其化学成分,直接影响DNA分子;也可以通过辐射产生的、具有潜在破坏性的自由基,间接影响DNA分子。
当DNA分子吸收较短波长的紫外线辐射(主要为UVB)时,所受伤害最大。
因为这时DNA分子内部会产生一种特殊的化学物质,这种化学物质由日照产生,所以得名“光产物”
。
光产物能使DNA分子产生细微的结构畸变。
这种畸变通常能通过核苷酸切除修复,即移除并替换受损的DNA链而得以纠正。
核苷酸切除修复属于分子层面上的纠正手术。
DNA修复能力是人类历史上最伟大的演化创新之一。
假如没有太多DNA受损,而修复机制本身也是健全的,那么这个修复过程通常是悄然进行的。
但假如修复不充分,细胞将携带缺陷DNA进行复制。
假如时间够长,个体又持续暴露在阳光之下,那么携带缺陷DNA的细胞将在皮肤内累积,最终导致皮肤癌。
[75]UVA也会对DNA造成不容忽视的伤害,虽然这种伤害在结构和效果上可能和UVB的不同。
UVA一直以来被认为是暴晒导致皮肤过早老化(光老化)的罪魁祸首,而流行病学研究中,也一直将其与最凶险的皮肤癌—恶性黑色素瘤联系起来。
[76]
DNA并非唯一受到紫外线辐射不良影响的分子,叶酸也是。
水溶性B族维生素—叶酸是生产DNA的必要物质。
人体必须不停生产新的DNA,因为人体许多日常功能都要求细胞分裂。
例如,生产新的血细胞;修复皮肤、毛囊、口腔黏膜和肠壁;生产男性的精细胞(这一活动贯穿男性整个成年期)。
[77]但叶酸不足会放缓或限制DNA生产,进而牵连所有需要新DNA的生理活动,特别是那些需要持续快速供应DNA的生理活动。
DNA对加速人类胚胎或胎儿的细胞分裂尤为重要,尤其是在怀孕早期开始形成器官和身体的时候。
假如母体内没有足够的叶酸,就无法生产足够的DNA以促进细胞分裂,使胚胎组织分化和生长。
[78]
图17孕期前几周,随着神经管的形成,人类胚胎的神经系统开始逐渐成形。
这一过程牵涉胚胎顶端神经褶拉链式的精确闭合,如右侧顺序图所示。
要想顺利完成这一过程,神经褶中的细胞分裂必须按时发生。
假如叶酸不足,无法生产神经褶快速的细胞分裂所需的DNA,就会出现神经管缺陷。
神经管两侧的体节是人体绝大部分肌肉和骨骼的发展基石。
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