Kā laktozes tolerance izplatījās starp cilvēkiem?

Mūsdienās ir daudz cilvēku, kas cieš no tā sauktās laktozes nepanesības. Tā ir nespēja sagremot šāda veida cukuru, kas atrodas neraudzētā pienā, un tas izraisa tādas problēmas kā bieža caureja, meteorisms un diskomforts vēderā.

Bioloģiski būtu dabiski, ka visi pieaugušie cilvēki izrādītu šo nepanesību, jo spēja pārstrādāt laktozi ir tikai jauniem zīdītājiem. Tiem attīstoties, un jo īpaši bērnībā un pusaudža gados, ferments, kas ļauj pareizi asimilēties laktozes saliktie cukuri dabiski izzūd, jo pieaugušiem zīdītājiem nav jāuzņem piens, lai izdzīvot.

Kāpēc tad 90% pieaugušo cilvēku pašlaik var bez problēmām sagremot laktozi? Šī ziņkārīgā parādība, kas nav sastopama pārējiem zīdītājiem, ir radījusi vairākas teorijas zinātnieku aprindās. ¿Kā un kāpēc cilvēki attīstījās, lai varētu radīt fermentu laktāzi (kas ļauj asimilēt laktozi) pieaugušā vecumā?

• Saistīts raksts: "Laktozes nepanesamība: kas tas ir, šī stāvokļa veidi un cēloņi"

Laktozes tolerance: stāsts par adaptāciju

Pēdējos gados ir veikti dažādi pētījumi, kuru mērķis ir noskaidrot šo jautājumu. Kāpēc spēja pārstrādāt laktozi ir tik izplatīta pieaugušiem cilvēkiem, ja nevienai citai sugai tas nav iespējams pieaugušā vecumā?

Viens no jaunākajiem pētījumiem ir tas, kas tika veikts 2022. gadā, un to veicināja starpdisciplināra komanda no Londonas Universitātes koledžas, Burgosas Universitātes un Bristoles Universitātes. Projektā tika izmantota novatoriskā tehnika, ko izstrādāja Ričards Eversheds un viņa komanda (University of Bristole): arheoloģiskajās atliekās atrasto konteineru analīze, kas satur tauku pēdas piena produkti. Vairāk nekā 7000 paraugu izpēte to parādīja piena patēriņš Eiropā bija plaši izplatīts pirms aptuveni 9000 gadu, no lauksaimniecības izveidošanas, un ka tāpēc gēna parādīšanās, kas pieļauj laktozes asimilāciju pieaugušajiem, noteikti parādījās pirms aptuveni 10 000 gadu.

Līdz tam visplašāk izplatītā teorija apgalvoja, ka šī ģenētiskā adaptācija radās piena patēriņa paplašināšanās rezultātā aizvēstures laikā. Laikā, kad izdzīvošanai nepieciešamās uzturvielas ne vienmēr bija garantētas, piens bija lieliska alternatīva, jo tajā ir daudz cukuru un olbaltumvielu. Un, ja šīs pārtikas patēriņš izplatījās, indivīdiem neizbēgami bija tai bioloģiski jāpielāgojas.

Tomēr minētais pētījums ir parādījis, ka šī pielāgošanās laktozei bija vairāk dabiskās atlases rezultāts. Mēs to izskaidrosim citā sadaļā.

• Jūs varētu interesēt: "Bioloģiskās evolūcijas teorija: kas tā ir un ko tā izskaidro"

laktāzes enzīms pieaugušajiem

Pirmkārt, šķiet pareizi paskaidrot, no kā sastāv šī adaptācija. Mēs jau esam komentējuši, ka pieaugušiem cilvēkiem principā nevajadzētu būt gataviem sagremot laktozi, jo piens ir jauno zīdītāju barība. Tomēr mēs jau esam redzējuši, ka tas tā nav. Kā radās šī adaptācija?

Laktoze ir cukura savienojuma veids, kas atrodams pienā.. Tā kā tas sastāv no diviem cukuriem, glikozes un galaktozes, abu komponentu atdalīšanai ir nepieciešams īpašs enzīms, kas nepieder pieauguša zīdītāju gremošanas sistēmai. Laktozi nevar sagremot, tā tiek uzglabāta resnajā zarnā. Ja laktozes slodze ir augsta, rodas virkne problēmu, piemēram, caureja, meteorisms, vēdera uzpūšanās un diskomforta sajūta vēderā.

Zīdītāju pēcnācējiem ir sava veida ferments, laktāzes enzīms, kas tiek ražots tievajās zarnās. un spēj "sadalīt" šo dubulto cukuru divos vienkāršos cukuros, kurus viegli uzsūc gļotāda. zarnu. Parasti, kā jau minējām, pieaugušajiem šī fermenta nav, tāpēc laktoze organismā kļūst praktiski nesagremojama.

Tomēr ievadā mēs komentējām, ka Pašlaik 90% pieaugušo cilvēku gremošanas sistēmā ir enzīms laktāze, kas nozīmē, ka neraudzēta piena sagremošana nerada problēmas. Bet kas notiek ar atlikušajiem 10%? Kāpēc daži cilvēki attīstījās uz laktozes asimilāciju, bet citi palika laktozes nepanesami?

• Saistīts raksts: "Bazālais metabolisms: kas tas ir, kā to mēra un kāpēc tas ļauj mums izdzīvot"

Dabiskā atlase?

Universitātes koledžas, Burgosas universitātes un Bristoles universitātes pētījums atklāja iespēju, ka šī neparastā adaptācija ir saistīta ar dabisko atlasi. Ņemot vērā to, ka saskaņā ar skeleta atlieku analīzi šis gēns sāka pastāvēt tikai pēc lauksaimniecības dzimšanas, mēs varam secināt ka tad, kad raža bija slikta un tāpēc iestājās bads, cilvēki izmantoja pienu, lai nodrošinātu barības vielas nepieciešams.

Veseliem indivīdiem piena patēriņš bez tā gremošanai nepieciešamā gēna rada tādu diskomfortu, kādu mēs jau minējām, taču tas ne vienmēr izraisa nāvi. Tomēr, ja persona, kurai ir nepietiekams uzturs (un tāpēc ir daudz neaizsargātāka pret slimības) patērē laktozi bez laktāzes fermenta gremošanas sistēmā, caureja izrietoši tie var izraisīt tādu dehidratācijas stāvokli, kas šajā gadījumā var izraisīt letālas komplikācijas.

Tā uzskata Hosē Migels Karretero, Burgosas universitātes pētnieks, kurš klātesošs projektā un kurā 2014. gadā Marka Tomasa vadībā viņš analizēja Portalón de Cueva mēra mirstīgās atliekas. Atapuerca. Carretero apliecina, ka tāpēc pielāgošanās laktozei būtu dabiskā atlase ar turbopūti, saskaņā ar kuru indivīdi, kas sasnieguši reproduktīvo vecumu viņi bija tie, kas bija izstrādājuši gēnu piena sagremošanai, jo tie, kuri bija nepanesami, nomira daudz agrāk no viņu izraisītām komplikācijām. neiecietība.

Saskaņā ar šo teoriju šī ziņkārīgā ģenētiskā mutācija, kas pazīstama kā laktāzes noturība, Eiropas, Āzijas, Tuvo Austrumu un Āfrikas populācijās aptuveni 10 000 gadu laikā.

• Jūs varētu interesēt: "Darvina ietekme uz psiholoģiju 5 punktos"

Reibinoši ātra adaptācija

Šis pētījums nav pirmais (un, iespējams, arī ne pēdējais), kurā analizēta pielāgošanās laktozei pieaugušiem cilvēkiem. 2020. gadā citā pētījumā, ko vadīja Maincas Johannesa Gūtenberga universitāte (Vācija), tika analizētas vairāk nekā 130 cilvēku skeleta atliekas, kas atrastas Tollenses upes dubļos uz ziemeļiem no Berlīnes.

Šīs atliekas papildus informācijas sniegšanai par gēnu atklāja ļoti būtisku informāciju, pētot Eiropas aizvēsturi: Tollenses ielejā ap 1300. gadu p.m.ē. C., svarīga kauja starp klaniem, kas, visticamāk, bija vismilzīgākā karadarbība Eiropā bronzas laikmetā. Starp atrastajiem kauliem bija fragmenti, kuros joprojām bija bultu uzgaļi, kā arī strupi saspiesti galvaskausi.

Bet, neskatoties uz stāstu, šīs paliekas sniedza nozīmīgu informāciju par laktāzes noturību pieaugušajiem un tās attīstību laika gaitā. Tika atklāts, ka tikai katram astotajam no analizētajiem indivīdiem bija šis gēns; daudz mazāks procents nekā mums šobrīd.

Citiem vārdiem sakot, pielāgošanās laktozei attīstījās reibinošā ātrumā, jo tikai 120 paaudzēs (kas ir tās, kas atdala šīs tagadējo cilvēku Tolensas ielejas paliekas) pret šo cukuru toleranto indivīdu procentuālais daudzums palielinājās līdz deviņiem no katriem desmit. Ātra un ļoti efektīva evolūcija, kas ļāva pieaugušiem cilvēkiem izdzīvot slimību un bada laikā.