Hvordan spredte laktosetolerance sig blandt mennesker?

I dag er der mange mennesker, der lider af den såkaldte laktoseintolerance. Dette er den manglende evne til at fordøje denne type sukker, som findes i ikke-fermenteret mælk, og som fører til problemer som hyppig diarré, luft i maven og ubehag i maven.

Biologisk set ville det være naturligt for alle voksne mennesker at udvise denne intolerance, da evnen til at behandle laktose kun er til stede hos unge pattedyr. Efterhånden som de udvikler, og især mellem barndom og ungdom, det enzym, der muliggør en korrekt assimilering af lactose sammensatte sukkerarter forsvinder naturligt, da voksne pattedyr ikke formodes at skulle indtage mælk for at overleve.

Hvorfor kan 90 % af voksne mennesker i øjeblikket fordøje laktose uden problemer? Dette mærkelige fænomen, fraværende hos resten af ​​pattedyrene, har genereret adskillige teorier blandt det videnskabelige samfund. ¿Hvordan og hvorfor mennesker udviklede sig til at kunne generere enzymet laktase (som tillader assimilering af laktose) i deres voksne stadium?

• Relateret artikel: "Laktoseintolerance: hvad det er, typer og årsager til denne tilstand"

Laktosetolerance: historie om en tilpasning

I de senere år er der gennemført forskellige undersøgelser, der har til formål at belyse dette spørgsmål. Hvorfor er evnen til at behandle laktose så almindelig hos voksne mennesker, når det hos ingen andre arter er muligt i voksenalderen?

En af de seneste undersøgelser er den, der blev udført i 2022, promoveret af et tværfagligt team fra University College London, University of Burgos og University of Bristol. Projektet udnyttede en banebrydende teknik, udviklet af Richard Evershed og hans team (University of Bristol): analysen af ​​beholdere fundet i arkæologiske rester, der indeholdt spor af fedt mejeri. Undersøgelsen af ​​mere end 7.000 prøver viste det mælkeforbruget var udbredt i Europa for omkring 9.000 år siden, fra etableringen af ​​landbruget, og at fremkomsten af ​​det gen, der tillader assimilering af laktose hos voksne, derfor må være dukket op for omkring 10.000 år siden.

Den hidtil mest udbredte teori hævdede, at denne genetiske tilpasning opstod som en konsekvens af udvidelsen af ​​mælkeforbruget i forhistorien. På et tidspunkt, hvor de nødvendige næringsstoffer for at overleve ikke altid var garanteret, var mælk et perfekt alternativ, da den er rig på sukker og proteiner. Og hvis forbruget af denne mad spredte sig, måtte individer uundgåeligt tilpasse sig det biologisk.

Den citerede undersøgelse har imidlertid vist, at denne tilpasning til laktose mere var resultatet af naturlig udvælgelse. Vi forklarer det i et andet afsnit.

• Du kan være interesseret i: "Teorien om biologisk evolution: hvad det er, og hvad det forklarer"

lactase-enzym hos voksne

Først forekommer det passende at forklare, hvad denne tilpasning består af. Vi har allerede kommenteret, at voksne mennesker i princippet ikke bør være parate til at fordøje laktose, da mælk er føde for unge pattedyr. Vi har dog allerede set, at det ikke er tilfældet. Hvordan opstod denne tilpasning?

Laktose er en type sukkerforbindelse, der findes i mælk.. Da de består af to sukkerarter, glucose og galactose, er et særligt enzym nødvendigt for at adskille begge komponenter, et element som et voksent pattedyrs fordøjelsessystem ikke besidder. Ude af stand til at fordøjes, er laktose lagret i tyktarmen. Når laktosebelastningen er høj, opstår der en række problemer, såsom diarré, flatulens, oppustethed og ubehag i maven.

Hos pattedyrafkom findes en type enzym, lactase-enzymet, som produceres i tyndtarmen. og er i stand til at "dele" dette dobbeltsukker i to simple sukkerarter, som let absorberes af slimhinden tarm. Normalt, som vi allerede har nævnt, er dette enzym ikke til stede hos voksne, så laktose bliver praktisk talt ufordøjelig af kroppen.

Men vi kommenterede i indledningen, at i øjeblikket har 90 % af voksne mennesker lactase-enzymet i deres fordøjelsessystem, hvilket betyder, at fordøjelsen af ​​ikke-fermenteret mælk ikke udgør et problem. Men hvad sker der med de resterende 10 %? Hvorfor udviklede nogle mennesker sig mod laktoseassimilering, mens andre forblev laktoseintolerante?

• Relateret artikel: "Basalmetabolisme: hvad det er, hvordan det måles, og hvorfor det giver os mulighed for at overleve"

En naturlig udvælgelse?

Undersøgelsen fra University College, University of Burgos og University of Bristol rejste muligheden for, at denne usædvanlige tilpasning skyldtes naturlig udvælgelse. I betragtning af, at dette gen ifølge analysen af ​​skeletrester først begyndte at være til stede efter landbrugets fødsel, kan vi udlede at når afgrøderne var dårlige, og der derfor opstod hungersnød, greb mennesker til mælk for at give næringsstoffer nødvendig.

Hos raske individer forårsager indtagelse af mælk uden det gen, der er nødvendigt for dets fordøjelse, ubehag som dem, vi allerede har nævnt, men det fører ikke nødvendigvis til døden. Men hvis en person er ernæringsmæssigt mangelfuld (og derfor er meget mere sårbar overfor sygdomme) indtager laktose uden at have laktaseenzymet i deres fordøjelsessystem, diarré følgelig de kan forårsage en tilstand af dehydrering, så det i dette tilfælde kan have fatale komplikationer.

Det mener José Miguel Carretero, en forsker ved universitetet i Burgos, der er til stede ved dette projekt, og hvor han i 2014 og ledet af Mark Thomas analyserede resterne af Portalón de Cueva Mayor, i Atapuerca. Carretero forsikrer, at tilpasningen til laktose derfor ville være en turboladet naturlig udvælgelse, ifølge hvilken de individer, der nåede den reproduktive alder det var dem, der havde udviklet genet til at fordøje mælk, da de intolerante døde meget tidligere på grund af komplikationer afledt af deres intolerance.

Ifølge denne teori kunne kun gennem denne naturlige udvælgelse denne mærkelige genetiske mutation, kendt som lactase persistens, i befolkninger i Europa, Asien, Mellemøsten og Afrika over en periode på omkring 10.000 år.

• Du kan være interesseret i: "Darwins indflydelse på psykologi, i 5 punkter"

En svimlende hurtig tilpasning

Denne undersøgelse er ikke den første (og vil sandsynligvis ikke være den sidste) til at analysere udviklingen af ​​tilpasning til laktose hos voksne mennesker. I 2020 analyserede en anden undersøgelse ledet af Johannes Gutenberg Universitetet i Mainz (Tyskland) skeletresterne af mere end 130 mennesker, fundet i mudderet i Tollense-floden nord for Berlin.

Disse rester opdagede, udover at give information om genet, en meget relevant information, når man studerede europæisk forhistorie: i Tollense-dalen omkring år 1300 f.Kr. C., en vigtig kamp mellem klaner, der højst sandsynligt var den mest enorme krigsførelse i Europa i bronzealderen. Blandt de fundne knogler var fragmenter, der stadig indeholdt pilespidser, samt stumpt knuste kranier.

Men bortset fra historien gav disse rester betydelig information om persistensen af ​​laktase hos voksne og dens udvikling over tid. Det blev opdaget kun én ud af otte af de analyserede individer havde dette gen; en meget lavere procentdel, end vi har i øjeblikket.

Med andre ord udviklede tilpasningen til laktose sig med svimlende hastighed, da der i kun 120 generationer (som er dem, der adskiller disse rester af Tollense-dalen af ​​nuværende mennesker) er procentdelen af ​​individer, der er tolerante over for dette sukker, steget til ni ud af hver ti. En hurtig og yderst effektiv udvikling, der gjorde det muligt for voksne mennesker at overleve tider med sygdom og hungersnød.