Pelirrojo es la característica de poseer cabello de color anaranjado rojizo, debido a la producción de muy poca eumelanina, de color castaño oscuro o negro-rubio claro, resultando en un cabello rubio claro, y de feomelanina (fotosensible; esta no le otorga un color sólido, sino «translúcido»), de color rojo o granate-rosado claro, dando lugar al característico color anaranjado de pelo. Las diversas tonalidades de cabello pelirrojo varían según la cantidad y concentración de los dos tipos de melanina, siendo de más claro a más oscuro: pelirrojo rosado, rubio fresa, jengibre, cobrizo, tiziano y castaño claro rojizo. Sin embargo, a pesar de que el orden de tonos de más claro a más oscuro sería aproximadamente así, por ejemplo, un tono cobrizo claro es más claro que un tono rubio fresa oscuro, debido a que el tono resulta de la combinación de los dos tipos de melanina. El color pelirrojo se esconde cuando hay presencia de una mayor cantidad de eumelanina. La presencia de pelirrojos es únicamente dada en caucasoides o poblaciones caucásicas y generalmente está asociada a una pigmentación más clara, presencia de pecas, aunque no siempre, y una mayor propensión a melanomas y otros trastornos cutáneos; y está relacionada con el color verde, avellana y amarillo (ámbar) de ojos, debido a la presencia de feomelanina, siendo amarilla en el caso de los ojos, la cual recibe también el nombre de lipocromo. La posesión de cabellera rojiza parece trasmitirse como carácter recesivo monómero ante cualquier otro color de pelo, debido a que es necesaria la presencia de dos genes: la versión mutada del gen KITLG, que provoca una menor pigmentación de eumelanina, responsable del cabello rubio, y del gen MC1R o receptor de melanocortina-1, que permite que el cuerpo pueda producir los dos tipos de melanina en pelo, ojos y piel. La probabilidad de ser pelirrojo es marcadamente baja (0.64 % en el mundo), ya que es necesario poseer el gen responsable del cabello rubio (16 %) y el gen MC1R (4 %). Esta característica puede denominarse rutilismo o eritrismo.
La mayor frecuencia de pelirrojos se encuentra en Escocia, Irlanda, Reino Unido, Noruega, Islandia, Dinamarca, occidente de Suecia, norte de Alemania, Países Bajos y Bélgica, es decir, en toda la zona noroeste de Europa, siendo característica la presencia de antepasados vikingos o celtas entre la población actual. En Escocia, el 13 por ciento de la población es pelirroja y el 40 por ciento tiene el gen recesivo. Irlanda tiene el segundo porcentaje más alto, el 10 por ciento de la población tiene el pelo rojizo y 46 por ciento tienen el gen recesivo. En la región del Rif (Marruecos) y en Kazán (Rusia) también es característica la frecuencia de personas que poseen cabelleras pelirrojas (casi el 10 por ciento de la población es pelirroja) y también hay un gran número de personas rubias, debido a las migraciones europeas y al aislamiento de estos grupos humanos.
Debido a emigraciones e invasiones procedentes del norte de Europa, se encuentran pelirrojos en todo el continente europeo. La aparición de pelirrojos en muchas poblaciones se ha asociado a antepasados vikingos, celtas, germánicos. Debido a la emigración europea desde el siglo XVI hasta el siglo XX, los pelirrojos pueden encontrarse en países fuera de Europa, principalmente en Estados Unidos, Australia, Nueva Zelanda y Canadá.
Habría que tener en cuenta que la coloración del pelo puede variar a lo largo de la vida y también estaría relacionada con la exposición al sol. En 1997 se descubrió su bioquímica y parece que se asociaría a la producción de muy poca eumelanina, de color castaño oscuro o negro-rubio claro, resultando en un cabello rubio claro, y de feomelanina (fotosensible), de color rojo o granate-rosado claro, dando lugar al característico color anaranjado de pelo. Nacer con cabellera pelirroja es bastante complicado, debido a que es necesario ser portador de los alelos homocigotos recesivos |aa| del gen KITLG (siendo |A| dominante, responsable del cabello oscuro, y siendo |a| recesivo, responsable del cabello rubio) y también ser portador de los alelos homocigotos recesivos |bb| del gen MC1R (siendo |B| dominante, que anula la producción de feomelanina, y |b| recesivo, que permite la producción de los dos tipos de melanina). Todos los pelirrojos presentan variantes en la región MC1R del cromosoma-16, y en la región KITLG del cromosoma-12 (este último lo comparten con los rubios).
Se cree que el pelo rojo evolucionó hace al menos 20.000 años. También se encontró entre los neandertales, aunque provocado por un gen diferente. Es más frecuente hoy en día en Irlanda, donde alrededor del 35 por ciento de las personas portan el alelo del cabello rojo y el 10 por ciento en realidad tiene el cabello rojo. También está muy extendido en Escocia, entre los judíos europeos, en otros grupos del continente europeo y en partes del mundo donde emigraron los europeos, con pequeños focos en otros lugares, incluso en China. Esto podría sugerir que echó raíces en pequeñas comunidades fundadoras y se extendió (en otras palabras, deriva genética). También podría sugerir que el cabello rojo, como el cabello rubio, tiene diferentes raíces genéticas en diferentes áreas. Pero sean cuales sean las causas evolutivas del cabello pelirrojo, su difusión en Europa tuvo poco que ver con su posible atractivo innato y mucho que ver con el éxito de los conquistadores pastores de las estepas que portaban estos genes.
El cabello rojo es el color de cabello natural más raro en los humanos. La piel que no se broncea asociada con el cabello rojo puede haber sido ventajosa en los climas del extremo norte donde la luz solar es escasa. Los estudios de Bodmer y Cavalli-Sforza (1976) plantearon la hipótesis de que una pigmentación más clara de la piel previene el raquitismo en climas más fríos al fomentar niveles más altos de producción de vitamina D y también permite que el individuo retenga el calor mejor que alguien con piel más oscura. En 2000, Harding et al. concluyó que el cabello rojo no es el resultado de una selección positiva sino de la falta de selección negativa. En África, por ejemplo, se rechaza el pelo rojo porque los altos niveles de sol dañan la piel pálida. Sin embargo, en el norte de Europa esto no sucede, por lo que los pelirrojos pueden volverse más comunes a través de la deriva genética.
La aparición del cabello pelirrojo es debida, al igual que la del rubio, a la adaptación al entorno por mutaciones, permitiendo la migración de los pueblos europeos al norte de Europa. En orden cronológico, la aparición de colores más claros de cabello, ojos y piel es la siguiente: al establecerse alrededor del Mar Mediterráneo los primeros humanos europeos eran de piel clara-media, pelo negro o castaño oscuro y ojos marrones, posteriormente y en sentido sudeste-noroeste, estos fueron migrando al norte de los actuales países del sur de Europa y fueron apareciendo los primeros tonos castaños medios y claros de pelo, ojos pardos o marrones claros y la piel se fue aclarando, a continuación, los grupos de humanos llegaron al centro y norte de Europa, la mutación del gen KITLG ocasionó la aparición de los primeros rubios, ojos azules y grises y piel clara, y finalmente estos alcanzaron el norte y noroeste del continente europeo y apareció la mutación en el gen MC1R, que produjo una especie de «repigmentación» sobre los humanos rubios, pero esta vez de otro tipo de melanina más clara y sensible a los cambios de luz, la feomelanina, que no broncea y cuya finalidad es la adaptación de los humanos a las zonas más septentrionales y con menos luz solar del planeta para producir más fácilmente vitamina D, siendo menos necesaria la exposición a la radiación solar, y evitar así morir de raquitismo, osteomalacia, o de otras enfermedades carenciales, apareciendo los primeros cabellos pelirrojos, ojos verdes y amarillos, y piel muy clara.
La genética del cabello rojo parece estar asociada con el receptor de melanocortina-1 (MC1R), que se encuentra en el cromosoma 16. El ochenta por ciento de los pelirrojos tienen una variante del gen MC1R. Los estudios genéticos de gemelos dicigóticos (fraternos) indican que el gen MC1R no es el único responsable del fenotipo pelirrojo; existen genes modificadores no identificados, lo que hace que la variación en el gen MC1R sea necesaria, pero no suficiente, para la producción de cabello rojo.
Se muestra que los alelos Arg151Cys, Arg160Trp, Asp294His y Arg142His en MC1R son recesivos para el fenotipo pelirrojo. El gen HCL2 (también llamado RHC o RHA) en el cromosoma 4 también puede estar relacionado con el cabello rojo. Hay al menos 8 diferencias genéticas asociadas con el color del cabello rojo.
Los genes responsables del cabello rojo pueden expresarse en diferentes grados en diferentes personas. Una consecuencia de esto es que varias personas tienen cabello oscuro y barba roja. Esto puede reflejar la presencia de una sola copia del gen MC1R, lo que lleva a una expresión diferencial en la barba frente al cabello del cuero cabelludo. Sin embargo, algunas personas de barba roja carecen de genes MC1R.
A menudo, es frecuente que personas con el cabello pelirrojo experimenten cierto tipo de discriminación u hostilidad por parte de muchas personas, incluso en el siglo XXI. Esto puede ser debido a las siguientes causas:
Curiosamente, a pesar de existir este tipo de rechazo más que evidente para alguien con esta coloración de cabello, la mayoría de la gente sigue pensando en que no hay una fobia a los pelirrojos, por lo que se convierte en un tipo de discriminación socialmente aceptada, al no estar estigmatizada dicha discriminación, pudiendo denigrarles cara a cara sin ser considerado algo serio y sin tener en cuenta cómo puede afectar a mucha gente, probablemente debida a que la mayoría de las personas no consideran que el color del pelo pueda ser motivo de odio o rechazo. Sin embargo, en países como Reino Unido, las personas pelirrojas es frecuente que en la infancia o adolescencia experimenten de manera injusta bullying o acoso escolar y en la vida adulta teman una agresión.
La mutación en el gen MC1R, la cual presentan la gran mayoría de pelirrojos y aproximadamente el 5 % de castaños y morenos (estos si se aclarasen el pelo les tendería a pelirrojo en vez de a rubio), provoca una serie de efectos en el organismo aparte del cabello pelirrojo y/o los ojos verdes o amarillos:
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