मनुष्यों के बीच लैक्टोज सहनशीलता कैसे फैल गई?

आजकल बहुत से लोग तथाकथित लैक्टोज असहिष्णुता से पीड़ित हैं। यह गैर-किण्वित दूध में मौजूद इस प्रकार की चीनी को पचाने में असमर्थता है और जिसके कारण बार-बार दस्त, पेट फूलना और पेट की परेशानी जैसी समस्याएं होती हैं।

जैविक रूप से, सभी वयस्क मनुष्यों के लिए यह असहिष्णुता दिखाना स्वाभाविक होगा, क्योंकि लैक्टोज को संसाधित करने की क्षमता केवल युवा स्तनधारियों में मौजूद होती है। जैसा कि वे विकसित होते हैं, और विशेष रूप से बचपन और किशोरावस्था के बीच, एंजाइम जो सही आत्मसात करने की अनुमति देता है लैक्टोज यौगिक शर्करा स्वाभाविक रूप से गायब हो जाती है, क्योंकि वयस्क स्तनधारियों को दूध का सेवन करने की आवश्यकता नहीं होती है जीवित बचना।

फिर, 90% वयस्क मनुष्य वर्तमान में बिना किसी समस्या के लैक्टोज को कैसे पचा सकते हैं? बाकी स्तनधारियों में अनुपस्थित इस विचित्र घटना ने वैज्ञानिक समुदाय के बीच कई सिद्धांतों को जन्म दिया है। ¿कैसे और क्यों मनुष्य एंजाइम लैक्टेज उत्पन्न करने में सक्षम होने के लिए विकसित हुए (जो लैक्टोज को आत्मसात करने की अनुमति देता है) उनके वयस्क चरण में?

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लैक्टोज सहिष्णुता: एक अनुकूलन की कहानी

हाल के वर्षों में, विभिन्न अध्ययन किए गए हैं जिनका उद्देश्य इस मुद्दे पर कुछ प्रकाश डालना है। वयस्क मनुष्यों में लैक्टोज को संसाधित करने की क्षमता इतनी सामान्य क्यों है, जबकि वयस्कता के दौरान किसी अन्य प्रजाति में यह संभव नहीं है?

सबसे हाल के अध्ययनों में से एक वह है जो 2022 में किया गया था, जिसे यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन, बर्गोस विश्वविद्यालय और ब्रिस्टल विश्वविद्यालय की एक अंतःविषय टीम द्वारा प्रचारित किया गया था। इस परियोजना ने एक अग्रणी तकनीक का लाभ उठाया, जिसे रिचर्ड एवरशेड और उनकी टीम (विश्वविद्यालय) द्वारा विकसित किया गया था ब्रिस्टल): पुरातात्विक अवशेषों में पाए गए कंटेनरों का विश्लेषण जिसमें वसा के निशान थे डेरी। 7,000 से अधिक नमूनों के अध्ययन से पता चला है लगभग 9,000 साल पहले यूरोप में दूध की खपत व्यापक थी, कृषि की स्थापना से, और इसलिए, जीन की उपस्थिति जो वयस्कों में लैक्टोज के आत्मसात करने की अनुमति देती है, लगभग 10,000 साल पहले प्रकट हुई होगी।

तब तक के सबसे व्यापक सिद्धांत ने दावा किया कि यह आनुवंशिक अनुकूलन प्रागैतिहासिक काल में दूध की खपत के विस्तार के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ। ऐसे समय में जब जीवित रहने के लिए आवश्यक पोषक तत्वों की हमेशा गारंटी नहीं होती थी, दूध एक आदर्श विकल्प प्रस्तुत करता है, क्योंकि यह शर्करा और प्रोटीन से भरपूर होता है। और अगर इस भोजन की खपत फैलती है, तो अनिवार्य रूप से लोगों को जैविक रूप से इसके अनुकूल होना पड़ता है।

हालांकि, उद्धृत अध्ययन से पता चला है कि लैक्टोज के लिए यह अनुकूलन प्राकृतिक चयन का परिणाम अधिक था। हम इसे दूसरे खंड में समझाते हैं।

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वयस्कों में लैक्टेज एंजाइम

सबसे पहले, यह समझाना उचित लगता है कि इस अनुकूलन में क्या शामिल है। हमने पहले ही टिप्पणी की है कि वयस्क मनुष्यों को, सिद्धांत रूप में, लैक्टोज को पचाने के लिए तैयार नहीं होना चाहिए, क्योंकि दूध युवा स्तनधारियों का भोजन है। हालाँकि, हम पहले ही देख चुके हैं कि ऐसा नहीं है। यह अनुकूलन कैसे आया?

लैक्टोज दूध में पाया जाने वाला एक प्रकार का शर्करा यौगिक है।. दो शर्करा, ग्लूकोज और गैलेक्टोज से बने होने के कारण, दोनों घटकों को अलग करने के लिए एक विशेष एंजाइम की आवश्यकता होती है, एक ऐसा तत्व जो एक वयस्क स्तनपायी के पाचन तंत्र में नहीं होता है। पचने में असमर्थ, लैक्टोज बड़ी आंत में जमा हो जाता है। जब लैक्टोज लोड अधिक होता है, तो दस्त, पेट फूलना, सूजन और पेट की परेशानी जैसी कई समस्याएं होती हैं।

स्तनधारी संतानों में एक प्रकार का एंजाइम मौजूद होता है, लैक्टेज एंजाइम, जो छोटी आंत में उत्पन्न होता है। और इस दोहरी चीनी को दो साधारण शर्करा में "विभाजित" करने में सक्षम है, जो म्यूकोसा द्वारा आसानी से अवशोषित हो जाती हैं आंतों। आम तौर पर, जैसा कि हमने पहले ही उल्लेख किया है, यह एंजाइम वयस्कों में मौजूद नहीं होता है, इसलिए शरीर द्वारा लैक्टोज व्यावहारिक रूप से अपचनीय हो जाता है।

हालाँकि, हमने परिचय में टिप्पणी की थी कि, वर्तमान में, 90% वयस्क मनुष्यों के पाचन तंत्र में लैक्टेज एंजाइम होता है, जिसका अर्थ है कि गैर-किण्वित दूध का पाचन किसी समस्या का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। लेकिन बाकी 10% का क्या होता है? कुछ मनुष्य लैक्टोज आत्मसात करने की दिशा में क्यों विकसित हुए, जबकि अन्य लैक्टोज असहिष्णु बने रहे?

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एक प्राकृतिक चयन?

यूनिवर्सिटी कॉलेज, बर्गोस विश्वविद्यालय और ब्रिस्टल विश्वविद्यालय द्वारा किए गए अध्ययन ने संभावना जताई कि यह असामान्य अनुकूलन प्राकृतिक चयन के कारण था। यह देखते हुए कि, कंकाल अवशेषों के विश्लेषण के अनुसार, यह जीन कृषि के जन्म के बाद ही उपस्थित होना शुरू हुआ, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि, जब फसल खराब थी और इसलिए अकाल पड़ा, तो मनुष्य ने पोषक तत्व प्रदान करने के लिए दूध का सहारा लिया ज़रूरी।

स्वस्थ व्यक्तियों में, पाचन के लिए आवश्यक जीन के बिना दूध का सेवन असुविधा का कारण बनता है, जैसा कि हमने पहले ही उल्लेख किया है, लेकिन यह जरूरी नहीं है कि यह मृत्यु का कारण बने। हालांकि, अगर एक व्यक्ति जो पोषण की कमी है (और इसलिए अधिक कमजोर है रोग) अपने पाचन तंत्र, डायरिया में लैक्टोज एंजाइम के बिना लैक्टोज का सेवन करते हैं फलस्वरूप वे निर्जलीकरण की स्थिति पैदा कर सकते हैं जैसे कि, इस मामले में, घातक जटिलताएं हो सकती हैं.

इस पर मौजूद बर्गोस विश्वविद्यालय के एक शोधकर्ता जोस मिगुएल कारेटेरो की यह राय है परियोजना और जिसमें, 2014 में और मार्क थॉमस के नेतृत्व में, उन्होंने पोर्टलोन डी क्यूवा मेयर के अवशेषों का विश्लेषण किया अटापुर्का। कैरेटेरो ने आश्वासन दिया कि लैक्टोज के लिए अनुकूलन एक टर्बोचार्ज्ड प्राकृतिक चयन होगा, जिसके अनुसार प्रजनन आयु तक पहुंचने वाले व्यक्ति वे ही थे जिन्होंने दूध को पचाने के लिए जीन विकसित किया था, क्योंकि जो लोग असहिष्णु थे, वे अपने दूध से उत्पन्न जटिलताओं के कारण बहुत पहले मर गए थे। असहिष्णुता।

इस सिद्धांत के अनुसार, केवल इस प्राकृतिक चयन के माध्यम से ही इस जिज्ञासु आनुवंशिक उत्परिवर्तन को जाना जा सकता है लैक्टेज दृढ़ता, लगभग 10,000 वर्षों की अवधि में यूरोप, एशिया, मध्य पूर्व और अफ्रीका की आबादी में।

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एक चक्करदार तेज़ अनुकूलन

वयस्क मनुष्यों में लैक्टोज के अनुकूलन के विकास का विश्लेषण करने के लिए यह अध्ययन पहला (और शायद आखिरी नहीं होगा) नहीं है। 2020 में, मेंज़ (जर्मनी) के जोहान्स गुटेनबर्ग विश्वविद्यालय के नेतृत्व में एक अन्य अध्ययन ने बर्लिन के उत्तर में टोलेंस नदी की मिट्टी में पाए गए 130 से अधिक लोगों के कंकाल अवशेषों का विश्लेषण किया।

ये अवशेष, जीन के बारे में जानकारी प्रदान करने के अलावा, यूरोपीय प्रागितिहास का अध्ययन करते समय जानकारी का एक बहुत ही प्रासंगिक टुकड़ा खोजते हैं: टॉलेंस घाटी में, वर्ष 1300 के आसपास। सी।, कुलों के बीच एक महत्वपूर्ण लड़ाई जो कांस्य युग में यूरोप में सबसे अधिक विशाल युद्ध थी। मिली हड्डियों में वे टुकड़े थे जिनमें अभी भी तीर के सिरे थे, साथ ही कुंद रूप से कुचली हुई खोपड़ियाँ भी थीं।

लेकिन, एक तरफ कहानी, ये अवशेष वयस्कों में लैक्टेज की दृढ़ता और समय के साथ इसके विकास के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करते हैं। पता चला कि विश्लेषण किए गए आठ व्यक्तियों में से केवल एक में यह जीन था; हमारे पास वर्तमान की तुलना में बहुत कम प्रतिशत है।

दूसरे शब्दों में, लैक्टोज के लिए अनुकूलन लंबवत गति से विकसित हुआ, क्योंकि, केवल 120 पीढ़ियों में (जो कि अलग-अलग हैं ये वर्तमान मानवों की टॉलेंस घाटी के अवशेष हैं) इस शर्करा के प्रति सहिष्णु व्यक्तियों का प्रतिशत बढ़कर प्रत्येक में नौ हो गया दस। एक तीव्र और अत्यधिक कुशल विकास जिसने वयस्क मनुष्यों को बीमारी और अकाल के समय जीवित रहने की अनुमति दी।