对于肤色的知识，一般人都可能知道，肤色越深，越能保护我们免受阳光灼伤，因为皮肤中决定肤色深浅的是黑色素，黑色素越多，越能起保护作用。所以住得离赤道最近的人肤色是最黑的，极暗的肤色可以阻挡阳光对皮肤的伤害。此外，许多医学调查表明，阳光越强烈，紫外线越强，人们患皮肤癌和其他相关的癌症也越多。所有这些都能证明，深肤色尤其是黑色是人们天生的保护色。
肤色始于毛发脱落之际
但是，问题也随之而来。既然天然的黑色有这么多好处，为什么更多的人并非变得要多黑有多黑呢?换句话说，自然选择为什么不把所有人都武装成暗色或黑色呢?这个问题多少年来都得不到科学的解释。当然，除了审美的影响，比如男性喜欢女性肤色白嫩可以影响人们的肤色的趋势外，很多情况不能得到圆满解释。比如，高纬度地区的人阳光照射较少，于是他们的皮肤就变得很白。但是，肤色白是皮肤中黑色素减少的结果，而太阳照得少是否就能引起皮肤的黑色素变少呢?
对这个问题许多研究人员做了不少研究，其中美国加利福尼亚科学院的尼娜·雅布隆斯基认为他们的研究已经找到了一些答案。她认为，肤色的深浅并非是过去所认同的单一因素，即紫外线与黑色素的相互关系造成的，而是有其他的因素在共同起作用，比如人的毛发脱落、人体合成维生素的需要等。
人类的肤色可能要追踪到几百万年前人类进化到直立行走之时。在非洲撒哈拉沙漠直立行走的人类当然会奇热难耐，于是需要有一种方法来散热，出汗就是一种最有效的散热方法。于是人类发展成了有多万个汗腺(孔)，比其他哺乳动物的汗腺更为均衡也更多。一名成年人每天不活动时要出0．7升汗，活动时仅每小时就要出约2．5升汗。
不过，出汗的冷却作用取决于汗水的蒸发。伴随这一要求，人身上的毛发就不能太多，否则就会阻止汗水的蒸发排热。于是，人身上的毛发就慢慢消失。这可能就是人类在进化过程中有别于其他浑身长毛动物的原因之一。当然人体毛发的脱落可能还有其他的原因，比如，让触觉、感觉更灵敏，更舒服。
毛发脱掉后的问题
人类的祖先在毛发脱掉后就会产生肤色的进化选择，要么使光溜溜的皮肤有一些颜色，使其变暗或变黑，要么让其保持浅色或白色。从进化的过程看，早期的人类失去了保护性的毛皮后，就会对黑皮肤有强大的选择性。因为肤色较暗的个体既能出汗排热，又不会被太阳灼伤，更可能存活，并把黑色素基因传递下去。但是人的皮肤变黑并不是因为首先是为了不让阳光中的紫外线辐射。
早期人类变得较黑的主要原因是为了阻止一种人体必须的叫做叶酸盐的营养物质的分解。叶酸盐的另一种形式——叶酸可能更为人们所熟悉，而叶酸是维生素B复合物的成员之一。它在胚胎发育时期的神经管形成时具有重要作用。如果叶酸太少则可能导致严重的神经缺陷，包括脊柱裂、无脑、大脑和头颅不全等。此外，叶酸对细胞分裂和生成，如血液和精子的生成，也意义重大。比如，叶酸不足可导致男性生育力下降。
不过，问题的另一面是，叶酸的生物重要性是与紫外线敏感性联系在一起的。美国亚特兰大疾病控制中心的研究人员证明，当身体较长时间暴露于长波紫外线时，体内的叶酸就会分解。由此可以得知，黑色素并不仅仅是使皮肤免受阳光灼伤，而黑色素的保护作用主要是避免叶酸减少。所以，可以推测，人类在撒哈拉沙漠的祖先首先需要的是抵御阳光的照射而招致的体内叶酸的分解。于是体内就有黑色素的生成来屏蔽阳光，人类的肤色就慢慢变黑了。
黑色素是一种碳环聚合物，而且结合了一些蛋白质，它能够吸收和弥散太阳光中的紫外光。所有人的体内都有大致相同的产生黑色素的细胞，即黑素细胞。但是黑素细胞中所含的黑色素是不同的。比如，肤色较暗的非洲人所含有黑色素大约是白种人的43倍。而人体皮肤上的黑素沉着又与暴露于紫外线有关系。
紫外光、肤色与叶酸的关系
根据雅布隆斯基等人的研究，人类在脱掉毛发后肤色变黑只是一个附加结果，即首先是人类为了保证体内的叶酸不受破坏，才产生黑色素来保护身体，随后肤色也才变黑了。但是，这个假说需要更多的事实来证明。
为了探索紫外光与肤色的直接关系，即是否以前所认为的越晒太阳越黑的观点是正确的，雅布隆斯基等人使用了美国国家航空航天局(NASA)用卫星拍摄的由光谱测定仪测得的所有臭氧层图谱，描制了全球各地的紫外线密度和相应的85％的当地人群肤色模式图。当然，正如预先的估计一样，紫外线与肤色之间有很密切的关系。
但是，仔细分析紫外线的季节变化，也有意想不到的情况。在紫外线最强的夏季，人的皮肤并不是最暗(黑)，相反在秋季和冬季人的皮肤最黑。按理讲，如果黑色素的主要功能是保护皮肤免受阳光灼伤，那么在赤道附近生活的人在夏季最强的紫外线照射下皮肤应该是最黑的，这才可能最大限度地保护皮肤。但情况是在夏季纬度低于50度地方居住的当地人的肤色并非最黑。这提示还有某种原因左右着黑色素的产生。
实际情况是，在热带地区以外，冬季的阳光并不直接损害皮肤，但是它会毁坏叶酸。因为在冬季长波紫外线能穿透地球大气层，即使在有更多大气层的高纬度地区，长波紫外线也能穿透大气层。而叶酸对长波紫外线特别敏感，所以叶酸最容易受到损害。在这个时候体内产生的黑色素最多，以保护叶酸不受破坏。随着黑色素的大量产生，在冬季人的肤色反而最黑。这个发现极大地证实了紫外线与叶酸的关系。
肤色与维生素D有关
虽然研究结果可以初步断定人体皮肤黑色素的功能之一是保护紫外线分解叶酸，从而减少由于叶酸被破坏所致的神经疾病，但由此自然产生了另一个问题：为什么皮肤不越黑越好?因为黑色素越多，越能保护叶酸。
事实上，除了黑人天生的黑皮肤外，其他人种的皮肤都倾于向白的方向发展。显然这一切与其他因素有关，确切地说，与维生素有关，特别是与维生素D3有关。维生素D3的功能是帮助人体吸收钙，并使钙沉积到骨髓中。如果维生素D3不足，将导致佝偻病，甚至更坏的结局。而维生素D3的产生一是靠自身合成，二是靠食物摄取。自身合成途径则正需要紫外光，通过紫外光对皮肤的照射产生一系列化学反应后，人体就能制造维生素D3，这也是为什么医生常常要求人们晒太阳的原因之一。
既然合成维生素D3需要阳光，人体就要节制黑色素的产生，以避免黑色素屏蔽紫外光。这样，在保护叶酸和制造维生素D3之间就产生了矛盾。前者需
要较多黑色素，后者却不需要或少要黑色素。显然，在两种矛盾因素之间需要另一种力量来调节和制约。而进化的结果是，人并没有让自己的皮肤尽可能地黑下去(黑人的肤色除外)，而是选择了让肤色变得较白。也就是说，在要不要黑色素问题上，采取中庸手段，不产生较多的黑色素，以免阻挡阳光照射来生成维生素D。
换句话说，我们人类的肤色是两种矛盾调和与平衡的结果，矛盾的双方中一方是需要较暗的阳光以保护叶酸不受破坏，另一方则需要较强的阳光来产生维生素D3。结果便是现在的不是太黑，也不是太白，即使是黑人和白人也并非是全黑或全白。
女性肤色的证明
为了检验上述假说，研究人员再次使用美航空航天局的资料来验证。同时，还进行了项对当地人进行叶酸和维生素D3的生化研究，以预测全世界不同地区人群的皮肤颜色。资料显示，那些肤色与日照不相符的人群全都是最近的移民，包括在过去年内移民来的人。而研究的人群样本包括欧洲巴斯克人、东非人、澳大利亚土著人等，他们都在原居留地至少生活了0年，所以对这些人的肤色取样完全能说明问题。
对女性的研究首先证实肤色与阳光的复杂关系。由于女性负有孕育后代的任务，她们在孕期所需的钙当然会比其他人多，这也意味着她们需要的维生素D3也得相应增多。对女性样本调查发现，在同一地方或社区，她们的肤色比男性要白。这是因为她们需要更多的维生素D3，为此体内必须减少黑色素的生成，以让阳光更多地照射皮肤来合成维生素D3。
这个事实同时说明，并非阳光照射得多肤色就会变黑，而是体内为满足维生素D3的较多需求使得黑色素减少的缘故，所以黑色素生成的动态平衡(在保护叶酸与生成维生素D3之间平衡)决定着肤色的深浅。
上述情况也可以解释为什么地球上最北部几个国家和地区的人头发是金*色的。由于这些地区的人身体很少接触阳光，他们必须最大限度地通过头部来吸收阳光，而淡色的头发比黑色头发更能让阳光穿过头盖骨，因此通过上万年的进化，这些地区人们的头发就变得金*甚至是白色。也就是说，北部国家的人只有靠头部才能吸收阳光，为了最大限度地获得阳光，才使得他们的头发变成金*色，因为这有利于阳光的穿透和吸收，让人体制造维生素D3。
生物学与文化的双重解释
但是，并非所有人都同意雅布隆斯基等人的研究结果，比如，有专业人员批评说，人们获得维生素D3的渠道是多种多样的，并非只有靠阳光照射皮肤来合成，从食物中摄取维生素D3就是一条重要的渠道。对此，雅布隆斯基解释说，从食物中获得较多的维生素D3应当是现代人的做法，因为我们可以通过营养学的知识有选择地摄取不同的食物。而在远古时期，生产力不发达，我们的祖先是无法选择食物的，只能获得什么食物就吃什么食物，所以不仅从食物中摄取的维生素D3不够，其他的一些必须的维生素也不够。因此，维生素D3主要还是通过皮肤吸收阳光来合成。
但是，从人类生存和文化，主要是审美文化的角度看，肤色与其说是适者生存的一部分，还不如说主要是为了对他人产生吸引力，主要是性魅力，也就是产生美感并获得好评。比如，几乎所有国家和地区的女性肤色都比男性白嫩，这也有另外的原因，即在审美上，男人更喜爱肤色白的女人，同时社会审美一般也以女性的白嫩为漂亮。当然，在不同国家的不同文化中，肤色之美的标准也有不一致的地方。比如，在下撒哈拉非洲，理想而漂亮的女性应当是红色的：在东南亚，漂亮的女性是金*色的；在欧洲，美女应当是雪白的。
此外，从生物学和生理机能上看，所有男性肤色都比女性黑的原因除了黑色素比女性多外，另一个因素也被忽略了。这就是男性的血管中有更多的循环血液，因为男性的体力活动更多，力量更大，需要的血供更丰富。皮肤血管的血液多，也使得他们的肤色比女性更暗(暗红色)。
由于有这样的生理和生物基础，不同文化在肤色审美上还产生了相应的意义。比如，许多文化都把黝黑而红润的综合色皮肤与力量和强壮联系起来，而把白皙与柔弱、女人气和懦夫等联系在一起。当然，这些因素也可以作为解释人们肤色变化的理由之一。
但是，雅布隆斯基等人的研究可能最大说明的问题是，人们的色素沉着是易变的，纬度、高度、湿度、饮食和移民都可以影响到色素沉着，进而体现在肤色上面。其中保护叶酸和制造维生素D3决定了黑色素的多与少，说明人类的肤色是生物进化中在吸收或排斥紫外线照射之间的一种精妙的平衡而已。