空の青さと青い目の起源：レイリー散乱と単一祖先説の科学的検証

空が青く見える現象は、光の波長よりも遥かに小さい大気中の粒子、主に窒素や酸素分子による光の散乱、すなわちレイリー散乱によって科学的に説明される。この散乱現象は、波長の短い青色の光を波長の長い赤色の光よりも遥かに強く散乱させるという顕著な波長依存性を持つ。スペインのCadena SERの番組『Serendipias』において、2025年12月に更新された放送回で、サイエンスコミュニケーターのアンドレア・ダンタ氏がこの原理を詳述した。イグナシオ・クレスポ氏も補足し、青色は太陽を直接見なくとも大気全体で認識できるのに対し、他の色は太陽を直視しなければ認識しにくいと指摘した。レイリー卿は1871年に発表した理論で、光の波長の4乗に反比例する散乱強度を示し、空の青さの謎解明の基礎を築いた。

このレイリー散乱の物理法則は、地球上の他の青色の視覚効果にも適用される。具体的には、深海が青く見える要因や、人間の目の色にも関与している。人間の青い瞳は、虹彩の上層にある実質（ストロマ）に、色素であるメラニンが欠如していることに起因する。光がこの透明なストロマに入射すると、レイリー散乱の作用により青色の光が外側へ跳ね返り、視覚的に青色として認識される。青い目の色が単なる光の反射であるという俗説は、このレイリー散乱の原理によって明確に否定される。

科学的検証によれば、数千年前に遡る全人類は元来、茶色の瞳を持っていたことが確認されている。青い目の色は、メラニン生成を司るOCA2遺伝子における特異的な遺伝子変異に端を発している。コペンハーゲン大学のハンス・アイバーグ教授らが主導した研究は、現在も参照されており、現在青い目を持つ全ての人々が、約6,000年から10,000年前に黒海以北に生息していた単一の共通祖先に遡ると結論付けている。この変異は、隣接するHERC2遺伝子内で発生し、メラニン生成を制限する「スイッチ」として機能した。

このHERC2遺伝子の変異、特にrs12913832と呼ばれる一塩基多型（SNP）は、OCA2プロモーターの活性を大幅に低下させることが細胞培養実験で示されている。この単一の創始者変異は、世代を超えて確実に遺伝し、現在ではヨーロッパの一部の国々では全人口の20%から40%が青い目を持つに至っている。人類の拡散史を鑑みると、ホモ・サピエンスがアフリカを出てユーラシア大陸に広がり始めたのが約16万年前から10万年前であり、青い目の祖先が出現したとされる新石器時代（紀元前6000年頃から紀元前5000年頃）の集団移動と関連付けられる可能性がある。この遺伝的特徴の広がりは、人類の環境適応能力と、特定の集団内での遺伝子の伝播の成功を示す事例である。