Bagaimana toleransi laktosa menyebar di antara manusia?

Saat ini banyak orang yang menderita yang disebut intoleransi laktosa. Ini adalah ketidakmampuan untuk mencerna gula jenis ini, yang ada dalam susu non-fermentasi, dan yang menyebabkan masalah seperti seringnya diare, perut kembung, dan perut tidak nyaman.

Secara biologis, wajar jika semua manusia dewasa menunjukkan intoleransi ini, karena kemampuan memproses laktosa hanya ada pada mamalia muda. Saat mereka berkembang, dan terutama antara masa kanak-kanak dan remaja, enzim yang memungkinkan asimilasi yang benar gula senyawa laktosa menghilang secara alami, karena mamalia dewasa seharusnya tidak perlu mengonsumsi susu bertahan hidup.

Lalu, mengapa 90% manusia dewasa saat ini dapat mencerna laktosa tanpa masalah? Fenomena aneh ini, yang tidak ada pada mamalia lainnya, telah melahirkan beberapa teori di kalangan komunitas ilmiah. ¿Bagaimana dan mengapa manusia berevolusi untuk dapat menghasilkan enzim laktase (yang memungkinkan asimilasi laktosa) pada tahap dewasa mereka?

• Artikel terkait: "Intoleransi laktosa: apa itu, jenis dan penyebab kondisi ini"

Toleransi laktosa: kisah adaptasi

Dalam beberapa tahun terakhir, berbagai penelitian telah dilakukan yang bertujuan untuk menjelaskan masalah ini. Mengapa kemampuan memproses laktosa begitu umum pada manusia dewasa, padahal tidak ada spesies lain yang memungkinkan hal ini selama masa dewasa?

Salah satu studi terbaru adalah yang dilakukan pada tahun 2022, dipromosikan oleh tim interdisipliner dari University College London, University of Burgos, dan University of Bristol. Proyek ini memanfaatkan teknik perintis, yang dikembangkan oleh Richard Evershed dan timnya (University of Bristol): analisis wadah yang ditemukan di sisa-sisa arkeologi yang mengandung jejak lemak produk susu. Studi terhadap lebih dari 7.000 sampel menunjukkan hal itu konsumsi susu tersebar luas di Eropa sekitar 9.000 tahun yang lalu, dari pendirian pertanian, dan oleh karena itu, kemunculan gen yang memungkinkan asimilasi laktosa pada orang dewasa pasti muncul sekitar 10.000 tahun yang lalu.

Teori yang paling luas hingga saat itu mengklaim bahwa adaptasi genetik ini muncul sebagai konsekuensi dari perluasan konsumsi susu pada masa prasejarah. Pada saat nutrisi yang diperlukan untuk bertahan hidup tidak selalu terjamin, susu menjadi alternatif yang sempurna, karena kaya akan gula dan protein. Dan jika konsumsi makanan ini menyebar, mau tidak mau individu harus beradaptasi secara biologis dengannya.

Namun, penelitian yang dikutip menunjukkan bahwa adaptasi terhadap laktosa ini lebih merupakan hasil seleksi alam. Kami menjelaskannya di bagian lain.

• Anda mungkin tertarik pada: "Teori evolusi biologis: apa itu dan apa penjelasannya"

enzim laktase pada orang dewasa

Pertama, tampaknya tepat untuk menjelaskan terdiri dari apa adaptasi ini. Kami telah berkomentar bahwa manusia dewasa, pada prinsipnya, tidak boleh mencerna laktosa, karena susu adalah makanan mamalia muda. Namun, kami telah melihat bahwa ini bukan masalahnya. Bagaimana adaptasi ini terjadi?

Laktosa adalah sejenis senyawa gula yang ditemukan dalam susu.. Terdiri dari dua gula, glukosa dan galaktosa, diperlukan enzim khusus untuk memisahkan kedua komponen tersebut, suatu unsur yang tidak dimiliki oleh sistem pencernaan mamalia dewasa. Tidak dapat dicerna, laktosa disimpan di usus besar. Ketika beban laktosa tinggi, serangkaian masalah terjadi, seperti diare, perut kembung, kembung, dan perut tidak nyaman.

Pada keturunan mamalia, terdapat sejenis enzim, enzim laktase, yang diproduksi di usus kecil. dan mampu "memecah" gula ganda ini menjadi dua gula sederhana, yang mudah diserap oleh mukosa usus. Biasanya, seperti yang telah kami sebutkan, enzim ini tidak ada pada orang dewasa, sehingga laktosa praktis tidak dapat dicerna oleh tubuh.

Namun, kami berkomentar dalam pendahuluan bahwa, saat ini, 90% manusia dewasa memang memiliki enzim laktase dalam sistem pencernaannya, yang berarti pencernaan susu non-fermentasi tidak menimbulkan masalah. Tapi apa yang terjadi dengan 10% sisanya? Mengapa beberapa manusia berevolusi menuju asimilasi laktosa, sementara yang lain tetap tidak toleran terhadap laktosa?

• Artikel terkait: "Metabolisme basal: apa itu, bagaimana mengukurnya dan mengapa itu memungkinkan kita untuk bertahan hidup"

Seleksi alam?

Studi oleh University College, University of Burgos dan University of Bristol mengungkapkan kemungkinan bahwa adaptasi yang tidak biasa ini disebabkan oleh seleksi alam. Mengingat, menurut analisis sisa-sisa kerangka, gen ini baru mulai ada setelah lahirnya pertanian, kita dapat menyimpulkan bahwa, ketika panen buruk dan, oleh karena itu, kelaparan terjadi, manusia menggunakan susu untuk menyediakan nutrisi diperlukan.

Pada orang sehat, konsumsi susu tanpa gen yang diperlukan untuk pencernaannya menyebabkan ketidaknyamanan seperti yang telah kami sebutkan, tetapi tidak serta merta menyebabkan kematian. Namun, jika seseorang yang kekurangan gizi (dan karena itu jauh lebih rentan terhadap penyakit) mengkonsumsi laktosa tanpa enzim laktase dalam sistem pencernaan mereka, diare akibat mereka dapat menyebabkan keadaan dehidrasi sehingga, dalam hal ini, dapat menimbulkan komplikasi yang fatal.

Demikian pendapat José Miguel Carretero, seorang peneliti di University of Burgos, yang hadir pada acara ini proyek dan di mana, pada tahun 2014 dan dipimpin oleh Mark Thomas, dia menganalisis sisa-sisa Walikota Portalón de Cueva, di Atapuerca. Carretero meyakinkan bahwa adaptasi terhadap laktosa oleh karena itu akan menjadi seleksi alam turbocharged, yang menurutnya individu yang mencapai usia reproduksi merekalah yang telah mengembangkan gen untuk mencerna susu, karena mereka yang tidak toleran meninggal jauh lebih awal karena komplikasi yang berasal dari penyakit mereka. intoleransi.

Menurut teori ini, hanya melalui seleksi alam inilah mutasi genetik yang aneh ini, yang dikenal sebagai persistensi laktase, pada populasi Eropa, Asia, Timur Tengah dan Afrika selama sekitar 10.000 tahun.

• Anda mungkin tertarik pada: "Pengaruh Darwin terhadap Psikologi, dalam 5 poin"

Adaptasi yang sangat cepat

Studi ini bukan yang pertama (dan mungkin bukan yang terakhir) yang menganalisis evolusi adaptasi terhadap laktosa pada manusia dewasa. Pada tahun 2020, studi lain yang dipimpin oleh Johannes Gutenberg University of Mainz (Jerman) menganalisis sisa-sisa kerangka lebih dari 130 orang, yang ditemukan di lumpur sungai Tollense, sebelah utara Berlin.

Sisa-sisa ini, selain memberikan informasi tentang gen, menemukan informasi yang sangat relevan ketika mempelajari prasejarah Eropa: di lembah Tollense, sekitar tahun 1300 a. C., pertempuran penting antar klan yang kemungkinan besar merupakan peperangan terbesar di Eropa pada Zaman Perunggu. Di antara tulang-tulang yang ditemukan adalah pecahan-pecahan yang masih berisi mata panah, serta tengkorak yang diremukkan secara tumpul.

Namun, selain cerita, sisa-sisa ini memberikan informasi penting mengenai kegigihan laktase pada orang dewasa dan evolusinya dari waktu ke waktu. Ditemukan bahwa hanya satu dari delapan individu yang dianalisis memiliki gen ini; persentase yang jauh lebih rendah dari yang kita miliki saat ini.

Dengan kata lain, adaptasi terhadap laktosa berevolusi dengan kecepatan yang luar biasa, karena hanya dalam 120 generasi (yang memisahkan sisa-sisa lembah Tollense manusia saat ini) persentase orang yang toleran terhadap gula ini meningkat menjadi sembilan dari setiap sepuluh. Evolusi yang cepat dan sangat efisien yang memungkinkan manusia dewasa bertahan hidup di masa penyakit dan kelaparan.