Miten laktoositoleranssi levisi ihmisten keskuuteen?

Nykyään monet ihmiset kärsivät niin sanotusta laktoosi-intoleranssista. Tämä johtuu kyvyttömyydestä sulattaa tämän tyyppistä sokeria, jota on fermentoimattomassa maidossa, ja se johtaa ongelmiin, kuten usein toistuvaan ripuliin, ilmavaivoihin ja vatsakipuihin.

Biologisesti olisi luonnollista, että kaikki aikuiset ihmiset osoittaisivat tätä intoleranssia, koska kyky prosessoida laktoosia on vain nuorilla nisäkkäillä. Kun ne kehittyvät, ja erityisesti lapsuuden ja nuoruuden välillä, entsyymi, joka mahdollistaa oikean assimilaation laktoosiyhdistesokerit katoavat luonnostaan, koska aikuisten nisäkkäiden ei uskota tarvitsevan maitoa selviytyä.

Miksi sitten 90 % aikuisista ihmisistä pystyy sulattamaan laktoosia ilman ongelmia? Tämä omituinen ilmiö, jota ei esiinny muissa nisäkkäissä, on synnyttänyt useita teorioita tiedeyhteisön keskuudessa. ¿Miten ja miksi ihmiset kehittyivät pystymään tuottamaan laktaasientsyymiä (joka mahdollistaa laktoosin imeytymisen) aikuisiässä?

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Laktoosi-intoleranssi: mikä se on, tämän tilan tyypit ja syyt"

Laktoositoleranssi: tarina sopeutumisesta

Viime vuosina on tehty useita tutkimuksia, joiden tarkoituksena on valaista tätä asiaa. Miksi kyky käsitellä laktoosia on niin yleistä aikuisilla ihmisillä, vaikka millään muulla lajilla tämä ei ole mahdollista aikuisiässä?

Yksi uusimmista tutkimuksista on vuonna 2022 tehty tutkimus, jota edisti monialainen tiimi University College Londonista, Burgosin yliopistosta ja Bristolin yliopistosta. Projektissa hyödynnettiin Richard Evershedin ja hänen tiiminsä kehittämää uraauurtavaa tekniikkaa (University of Bristol): arkeologisista jäännöksistä löydettyjen astioiden analyysi, jotka sisälsivät rasvajäämiä meijeri. Yli 7 000 näytteen tutkimus osoitti sen maidon kulutus oli laajalle levinnyt Euroopassa noin 9 000 vuotta sitten, maatalouden perustamisesta lähtien, ja siksi geenin, joka mahdollistaa laktoosin imeytymisen aikuisilla, on täytynyt ilmaantua noin 10 000 vuotta sitten.

Siihen asti yleisin teoria väitti, että tämä geneettinen sopeutuminen syntyi maidon kulutuksen laajenemisen seurauksena esihistorian aikana. Aikana, jolloin selviytymiseen tarvittavat ravintoaineet eivät aina olleet taattuja, maito oli täydellinen vaihtoehto, koska se sisältää runsaasti sokereita ja proteiineja. Ja jos tämän ruoan kulutus levisi, yksilöiden täytyi väistämättä sopeutua siihen biologisesti.

Mainittu tutkimus on kuitenkin osoittanut, että tämä laktoosiin sopeutuminen johtui enemmän luonnollisesta valinnasta. Selitämme sen toisessa osiossa.

• Saatat olla kiinnostunut: "Biologisen evoluution teoria: mitä se on ja mitä se selittää"

laktaasientsyymi aikuisilla

Ensinnäkin näyttää tarkoituksenmukaiselta selittää, mistä tämä mukautus koostuu. Olemme jo kommentoineet, että aikuisen ihmisen ei periaatteessa pitäisi valmistautua sulattamaan laktoosia, koska maito on nuorten nisäkkäiden ruokaa. Olemme kuitenkin jo nähneet, että näin ei ole. Miten tämä sopeutuminen syntyi?

Laktoosi on eräänlainen sokeriyhdiste, jota löytyy maidosta.. Koska se koostuu kahdesta sokerista, glukoosista ja galaktoosista, molempien komponenttien erottamiseen tarvitaan erityinen entsyymi, elementti, jota aikuisen nisäkkään ruoansulatusjärjestelmässä ei ole. Laktoosia ei voida sulattaa, vaan se varastoituu paksusuoleen. Kun laktoosikuorma on korkea, esiintyy useita ongelmia, kuten ripulia, ilmavaivat, turvotusta ja vatsakipua.

Nisäkkäiden jälkeläisissä on läsnä eräänlainen entsyymi, laktaasientsyymi, jota tuotetaan ohutsuolessa. ja pystyy "halkaisemaan" tämän kaksoissokerin kahdeksi yksinkertaiseksi sokeriksi, jotka imeytyvät helposti limakalvoon suoliston. Normaalisti, kuten olemme jo maininneet, tätä entsyymiä ei ole aikuisilla, joten laktoosista tulee elimistö käytännössä sulamaton.

Kommentoimme kuitenkin johdannossa, että tällä hetkellä 90 prosentilla aikuisista ihmisistä on laktaasientsyymi ruoansulatusjärjestelmässä, mikä tarkoittaa, että käymättömän maidon sulaminen ei ole ongelma. Mutta mitä tapahtuu lopulle 10 %:lle? Miksi jotkut ihmiset kehittyivät kohti laktoosiassimilaatiota, kun taas toiset pysyivät laktoosi-intoleranteina?

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Perusaineenvaihdunta: mitä se on, miten sitä mitataan ja miksi se antaa meille mahdollisuuden selviytyä"

Luonnonvalinta?

University Collegen, Burgosin yliopiston ja Bristolin yliopiston tutkimus nosti esiin mahdollisuuden, että tämä epätavallinen sopeutuminen johtui luonnollisesta valinnasta. Kun otetaan huomioon, että luuston jäänteiden analyysin mukaan tämä geeni alkoi esiintyä vasta maatalouden syntymisen jälkeen, voimme päätellä että kun sato oli huono ja sen vuoksi nälänhätää, ihmiset turvautuivat maitoon saadakseen ravinteita tarpeellista.

Terveillä yksilöillä maidon nauttiminen ilman sen ruoansulatukseen tarvittavaa geeniä aiheuttaa jo mainitsemiamme epämukavuutta, mutta se ei välttämättä johda kuolemaan. Kuitenkin, jos henkilö, joka on ravitsemuksellisesti puutteellinen (ja siksi paljon alttiimpi sairaudet) kuluttavat laktoosia ilman laktaasientsyymiä ruoansulatusjärjestelmässä, ripuli seurauksena ne voivat aiheuttaa nestehukkaa niin, että tässä tapauksessa se voi aiheuttaa kohtalokkaita komplikaatioita.

Tämä on Burgosin yliopiston tutkija José Miguel Carretero, joka on läsnä tässä. hanke ja jossa hän vuonna 2014 Mark Thomasin johdolla analysoi Portalón de Cueva Mayorin jäänteitä Atapuerca. Carretero vakuuttaa, että laktoosiin sopeutuminen olisi siis turboahdettua luonnonvalintaa, jonka mukaan lisääntymisikään saavuttaneet yksilöt he olivat niitä, jotka olivat kehittäneet geenin sulattamaan maitoa, koska intolerantit kuolivat paljon aikaisemmin heidän aiheuttamiinsa komplikaatioihin. suvaitsemattomuutta.

Tämän teorian mukaan vain tämän luonnollisen valinnan kautta tämä utelias geneettinen mutaatio, joka tunnetaan nimellä laktaasin pysyvyys, Euroopan, Aasian, Lähi-idän ja Afrikan populaatioissa noin 10 000 vuoden ajan.

• Saatat olla kiinnostunut: "Darwinin vaikutus psykologiaan, 5 kohdassa"

Huimaavan nopea sovitus

Tämä tutkimus ei ole ensimmäinen (eikä todennäköisesti viimeinen), jossa analysoidaan aikuisten ihmisten laktoosiin sopeutumisen kehitystä. Vuonna 2020 toisessa Mainzin Johannes Gutenbergin yliopiston (Saksa) johtamassa tutkimuksessa analysoitiin Berliinin pohjoispuolella Tollense-joen mudasta löydettyjä yli 130 ihmisen luurankojäännöksiä.

Nämä jäännökset sen lisäksi, että ne antoivat tietoa geenistä, löysivät erittäin merkityksellisen tiedon tutkiessaan Euroopan esihistoriaa: Tollensen laaksossa noin vuonna 1300 a. C., tärkeä taistelu klaanien välillä, joka oli luultavasti valtavin sodankäynti Euroopassa pronssikaudella. Löydetyistä luista oli sirpaleita, joissa oli vielä nuolenpäitä, sekä tylpäksi murskattuja kalloja.

Mutta tarinaa syrjään, nämä jäänteet antoivat merkittävää tietoa laktaasin pysyvyydestä aikuisilla ja sen kehityksestä ajan myötä. Se selvisi vain yhdellä kahdeksasta analysoiduista yksilöistä oli tämä geeni; paljon pienempi prosenttiosuus kuin meillä tällä hetkellä.

Toisin sanoen laktoosiin sopeutuminen kehittyi huimaa vauhtia, koska vain 120 sukupolvessa (jotka ovat ne, jotka erottavat nämä nykyisten ihmisten Tollensen laakson jäänteet) tätä sokeria sietävien yksilöiden prosenttiosuus nousi yhdeksään jokaisesta kymmenen. Nopea ja erittäin tehokas evoluutio, jonka ansiosta aikuiset ihmiset selviytyivät sairauksien ja nälänhädän ajoista.