A conexão entre cabelos ruivos e sardas é que ambos são causados pelo gene MC1R. Esse gene é basicamente responsável pela produção da proteína MC1R, que está envolvida na distribuição de pigmentos capilares e cutâneos. Dois pigmentos principais afetam o cabelo e a pele das pessoas, eumelanina e feomelanina. Pessoas com sardas e cabelos ruivos têm mais feomelanina do que pessoas com outras cores de cabelo e pele sem sardas. A razão básica para isso é que o gene MC1R funciona – nesse caso, transforma a feomelanina em eumelanina – ou não, resultando no acúmulo de feomelanina.
A genética é basicamente o estudo de como as características são transmitidas nos genes dos pais para os filhos. Cada criança recebe duas cópias de cada gene, uma da mãe e outra do pai. Variações em coisas como a cor do cabelo e a cor dos olhos estão relacionadas à genética e podem ser explicadas através das diferentes versões de cada gene que podem ser herdadas dos pais. Tanto os cabelos ruivos quanto as sardas podem ser causados por uma versão do mesmo gene; portanto, é mais provável que as pessoas com essa versão do gene desenvolvam essas características.
Compreender a função do gene MC1R é importante para entender a conexão entre cabelos ruivos e sardas. O gene essencialmente diz ao corpo como produzir a proteína MC1R, responsável pelo gerenciamento dos pigmentos na pele. Os pigmentos são substâncias químicas diferentes que controlam a cor da pele, sendo a eumelanina e a feomelanina as duas principais. A feomelanina é muito mais rara, e a maioria das pessoas com um gene MC1R ativo o converte em eumelanina, resultando na maioria das pessoas com cores de cabelo diferentes do vermelho. Se o gene não funcionar corretamente, a feomelanina se acumula, o que causa cabelos ruivos e aparência avermelhada de sardas.
Sardas são causadas por uma distribuição desigual de células de melanócitos na pele. A maioria das pessoas espalhou melanócitos, que criam o pigmento responsável pela mudança da cor da pele quando expostos ao sol. Pessoas com uma propagação de melanócitos bronzeam-se uniformemente, mas pessoas com grupos delas acabam com manchas concentradas de cores diferentes, chamadas sardas. O gene MC1R também pode fazer com que as células de melanócitos sejam agrupadas dessa maneira. É por isso que as pessoas com genes MC1R danificados costumam ter cabelos ruivos e sardas.
A razão pela qual algumas pessoas têm cabelos ruivos sem sardas ou sardas sem cabelos ruivos é que recebem duas cópias de cada gene, uma da mãe e outra do pai. Se apenas um gene é quebrado, a pessoa pode obter aglomerados de melanócitos, mas sem excesso de feomelanina. Nos casos em que ambos estão quebrados, a pessoa fica com cabelos ruivos e sardas.