Как переносимость лактозы распространилась среди людей?

В настоящее время есть много людей, которые страдают от так называемой непереносимости лактозы. Это неспособность переваривать этот тип сахара, присутствующий в неферментированном молоке, что приводит к таким проблемам, как частая диарея, метеоризм и дискомфорт в животе.

Биологически было бы естественно, чтобы все взрослые люди проявляли эту непереносимость, поскольку способность перерабатывать лактозу присутствует только у молодых млекопитающих. По мере их развития, особенно между детством и юностью, фермент, обеспечивающий правильное усвоение Сахара лактозы исчезают естественным образом, так как предполагается, что взрослым млекопитающим не нужно потреблять молоко, чтобы выживать.

Почему же тогда 90% взрослых людей в настоящее время могут без проблем переваривать лактозу? Это любопытное явление, отсутствующее у остальных млекопитающих, породило в научном сообществе несколько теорий. ¿Как и почему люди в ходе эволюции научились вырабатывать фермент лактазу (что позволяет усваивать лактозу) на взрослой стадии?

• Связанная статья: «Непереносимость лактозы: что это такое, виды и причины этого состояния»

Толерантность к лактозе: история адаптации

В последние годы были проведены различные исследования, направленные на то, чтобы пролить свет на этот вопрос. Почему способность перерабатывать лактозу так распространена у взрослых людей, тогда как ни у одного другого вида это невозможно во взрослом возрасте?

Одним из самых последних исследований является то, которое было проведено в 2022 году при поддержке междисциплинарной группы из Университетского колледжа Лондона, Университета Бургоса и Бристольского университета. В проекте использовалась новаторская техника, разработанная Ричардом Эвершедом и его командой (Университет Бристоль): анализ найденных в археологических раскопках контейнеров, содержащих следы жира. молочный. Изучение более 7000 образцов показало, что потребление молока было широко распространено в Европе около 9000 лет назад., от создания земледелия, и что, следовательно, появление гена, позволяющего усваивать лактозу у взрослых, должно было появиться около 10 000 лет назад.

Наиболее распространенная до тех пор теория утверждала, что эта генетическая адаптация возникла как следствие расширения потребления молока в доисторические времена. В то время, когда не всегда были гарантированы необходимые питательные вещества для выживания, молоко представляло собой идеальную альтернативу, так как оно богато сахарами и белками. И если бы потребление этой пищи распространялось, то люди неизбежно должны были бы биологически приспосабливаться к ней.

Однако цитируемое исследование показало, что эта адаптация к лактозе была скорее результатом естественного отбора. Мы объясним это в другом разделе.

• Вас может заинтересовать: «Теория биологической эволюции: что это такое и что она объясняет»

фермент лактаза у взрослых

Во-первых, представляется целесообразным пояснить, из чего состоит эта адаптация. Мы уже отмечали, что взрослые люди в принципе не должны быть готовы к перевариванию лактозы, так как молоко является пищей молодых млекопитающих. Однако мы уже видели, что это не так. Как возникла эта адаптация?

Лактоза — это тип сахарного соединения, содержащегося в молоке.. Поскольку он состоит из двух сахаров, глюкозы и галактозы, для разделения обоих компонентов необходим специальный фермент, элемент, которым не обладает пищеварительная система взрослого млекопитающего. Неспособная к перевариванию, лактоза хранится в толстой кишке. Когда лактозная нагрузка высока, возникает ряд проблем, таких как диарея, метеоризм, вздутие живота и дискомфорт в животе.

У потомства млекопитающих присутствует фермент лактаза, который вырабатывается в тонком кишечнике. и способен «расщеплять» этот двойной сахар на два простых сахара, которые легко усваиваются слизистой оболочкой кишечный. В норме, как мы уже упоминали, у взрослых этот фермент отсутствует, поэтому лактоза становится практически неусвояемой организмом.

Однако во введении мы отметили, что в настоящее время 90% взрослых людей имеют фермент лактазу в пищеварительной системе., а значит, переваривание неперебродившего молока не представляет проблемы. Но что происходит с оставшимися 10%? Почему некоторые люди эволюционировали в направлении усвоения лактозы, в то время как другие оставались непереносимыми?

• Связанная статья: «Основной обмен: что это такое, как он измеряется и почему он позволяет нам выжить»

Естественный отбор?

Исследование Университетского колледжа, Университета Бургоса и Бристольского университета выявило возможность того, что эта необычная адаптация была вызвана естественным отбором. Учитывая, что, согласно анализу скелетных останков, этот ген стал присутствовать только после зарождения земледелия, мы можем сделать вывод что, когда урожай был плохим и, следовательно, случался голод, люди прибегали к молоку, чтобы обеспечить питательными веществами необходимый.

У здоровых людей потребление молока без гена, необходимого для его переваривания, вызывает дискомфорт, подобный уже упомянутому нами, но не обязательно приводит к смерти. Однако, если человек с дефицитом питательных веществ (и, следовательно, гораздо более уязвимый для болезни) потребляют лактозу, не имея фермента лактазы в пищеварительной системе, диарея следствие они могут вызвать состояние обезвоживания, что в этом случае может привести к фатальным осложнениям.

Это мнение Хосе Мигеля Карретеро, исследователя Бургосского университета, присутствовавшего на этом мероприятии. проект, в котором в 2014 году под руководством Марка Томаса он проанализировал остатки Порталон-де-Куэва-мэр в Атапуэрка. Карретеро уверяет, что адаптация к лактозе, таким образом, была бы ускоренным естественным отбором, согласно которому особи, достигшие репродуктивного возраста, именно они развили ген переваривания молока, поскольку те, у кого была непереносимость, умирали гораздо раньше из-за осложнений, вызванных их употреблением. нетерпимость.

Согласно этой теории, только благодаря этому естественному отбору эта любопытная генетическая мутация, известная как лактазная стойкость, в популяциях Европы, Азии, Ближнего Востока и Африки в течение примерно 10 000 лет.

• Вас может заинтересовать: «Влияние Дарвина на психологию в 5 баллах»

Головокружительно быстрая адаптация

Это исследование не первое (и, вероятно, не последнее), в котором анализируется эволюция адаптации к лактозе у взрослых людей. В 2020 году в другом исследовании под руководством Университета Иоганна Гутенберга в Майнце (Германия) были проанализированы скелетные останки более 130 человек, найденные в иле реки Толленсе к северу от Берлина.

Эти останки, в дополнение к информации о гене, обнаружили очень важную информацию при изучении европейской предыстории: в долине Толленсе около 1300 г. н.э. C., важная битва между кланами, которая, скорее всего, была самой масштабной войной в Европе в бронзовом веке. Среди найденных костей были фрагменты, в которых еще оставались наконечники стрел, а также тупо раздробленные черепа.

Но, помимо истории, эти останки предоставили важную информацию о стойкости лактазы у взрослых и ее эволюции с течением времени. Было обнаружено, что только один из восьми проанализированных людей имел этот ген; гораздо меньший процент, чем у нас сейчас.

Другими словами, адаптация к лактозе развивалась с головокружительной скоростью, поскольку всего за 120 поколений (которые отделяют эти остатки долины Толленсе нынешних людей) процент людей, толерантных к этому сахару, увеличился до девяти из каждого десять. Быстрая и высокоэффективная эволюция, позволившая взрослым людям пережить времена болезней и голода.