ความทนทานต่อแลคโตสแพร่กระจายไปในหมู่มนุษย์ได้อย่างไร?

ทุกวันนี้มีผู้คนจำนวนมากที่ต้องทนทุกข์ทรมานจากการแพ้แลคโตสที่เรียกว่า นี่คือการที่น้ำตาลชนิดนี้ไม่สามารถย่อยได้ซึ่งมีอยู่ในนมที่ไม่ผ่านการหมัก และนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น ท้องเสียบ่อย ท้องอืด และไม่สบายท้อง

ในทางชีววิทยา เป็นเรื่องปกติที่มนุษย์ที่โตเต็มวัยจะแสดงการแพ้นี้ เนื่องจากความสามารถในการแปรรูปแลคโตสมีอยู่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอายุน้อยเท่านั้น ในขณะที่พวกเขาพัฒนาและโดยเฉพาะอย่างยิ่งระหว่างวัยเด็กและวัยรุ่น เอนไซม์ที่ช่วยให้การดูดซึมที่ถูกต้องของ น้ำตาลผสมแลคโตสจะหายไปเองตามธรรมชาติ เนื่องจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัยไม่จำเป็นต้องกินนม รอดชีวิต.

แล้วทำไม 90% ของมนุษย์ที่เป็นผู้ใหญ่ในปัจจุบันจึงสามารถย่อยแลคโตสได้โดยไม่มีปัญหา? ปรากฏการณ์ประหลาดนี้ซึ่งไม่มีในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ทำให้เกิดทฤษฎีหลายอย่างในชุมชนวิทยาศาสตร์ ¿มนุษย์วิวัฒนาการอย่างไรและทำไมจึงสามารถสร้างเอนไซม์แลคเตสได้ (ซึ่งช่วยในการดูดซึมแลคโตส) ในระยะโตเต็มวัย?

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "การแพ้แลคโตส: คืออะไร ประเภทและสาเหตุของภาวะนี้"

ความทนทานต่อแลคโตส: เรื่องราวของการปรับตัว

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการศึกษาหลายชิ้นที่มีเป้าหมายเพื่อให้ความกระจ่างในเรื่องนี้ เหตุใดความสามารถในการแปรรูปแลคโตสจึงพบได้บ่อยในมนุษย์ที่โตเต็มวัย ในเมื่อในสปีชีส์อื่นไม่สามารถทำได้ในช่วงโตเต็มวัย

หนึ่งในการศึกษาล่าสุดคือการศึกษาที่ดำเนินการในปี 2022 ซึ่งสนับสนุนโดยทีมสหวิทยาการจาก University College London, University of Burgos และ University of Bristol โครงการนี้ใช้ประโยชน์จากเทคนิคบุกเบิกที่พัฒนาโดย Richard Evershed และทีมงานของเขา (มหาวิทยาลัย Bristol): การวิเคราะห์ภาชนะที่พบในซากโบราณคดีที่มีร่องรอยของไขมัน นม. จากการศึกษาตัวอย่างมากกว่า 7,000 ตัวอย่างพบว่า การบริโภคนมแพร่หลายในยุโรปเมื่อประมาณ 9,000 ปีที่แล้วจากการจัดตั้งเกษตรกรรม และด้วยเหตุนี้ การปรากฏตัวของยีนที่ช่วยในการดูดซึมแลคโตสในผู้ใหญ่จึงต้องปรากฏขึ้นเมื่อประมาณ 10,000 ปีที่แล้ว

ทฤษฎีที่แพร่หลายที่สุดจนถึงเวลานั้นอ้างว่าการดัดแปลงทางพันธุกรรมนี้เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการขยายการบริโภคนมในช่วงดึกดำบรรพ์ ในช่วงเวลาที่สารอาหารที่จำเป็นต่อการอยู่รอดไม่ได้รับการประกันเสมอไป นมนำเสนอทางเลือกที่สมบูรณ์แบบ เนื่องจากนมอุดมไปด้วยน้ำตาลและโปรตีน และหากการบริโภคอาหารนี้แพร่กระจายไป บุคคลย่อมต้องปรับตัวให้เข้ากับอาหารดังกล่าวอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

อย่างไรก็ตาม การศึกษาที่อ้างถึงได้แสดงให้เห็นว่าการปรับให้เข้ากับแลคโตสเป็นผลมาจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติมากกว่า เราอธิบายในส่วนอื่น

• คุณอาจสนใจ: "ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีววิทยา: มันคืออะไรและอธิบายอะไร"

เอนไซม์แลคเตสในผู้ใหญ่

ประการแรก ดูเหมือนว่าเหมาะสมที่จะอธิบายว่าการดัดแปลงนี้ประกอบด้วยอะไรบ้าง เราได้ให้ความเห็นแล้วว่าโดยหลักการแล้วมนุษย์ที่โตเต็มวัยไม่ควรเตรียมย่อยแลคโตส เนื่องจากนมเป็นอาหารของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอายุน้อย อย่างไรก็ตาม เราได้เห็นแล้วว่าไม่เป็นเช่นนั้น การปรับตัวนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร?

แลคโตสเป็นสารประกอบน้ำตาลชนิดหนึ่งที่พบในนม. เนื่องจากประกอบด้วยน้ำตาล 2 ชนิด ได้แก่ กลูโคสและกาแลคโตส จึงจำเป็นต้องมีเอนไซม์พิเศษเพื่อแยกส่วนประกอบทั้งสองออกจากกัน ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ระบบย่อยอาหารของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัยไม่มี ไม่สามารถย่อยได้ แลคโตสจะถูกเก็บไว้ในลำไส้ใหญ่ เมื่อมีปริมาณแลคโตสสูง จะเกิดปัญหาต่างๆ ตามมา เช่น ท้องเสีย ท้องอืด ท้องอืด และไม่สบายท้อง

ในลูกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม มีเอนไซม์ชนิดหนึ่งคือเอนไซม์แลคเตสซึ่งผลิตในลำไส้เล็ก และสามารถ "แยก" น้ำตาลคู่นี้ออกเป็นน้ำตาลเชิงเดี่ยว 2 ชนิด ซึ่งเยื่อเมือกจะดูดซึมได้ง่าย ลำไส้ โดยปกติแล้วดังที่เราได้กล่าวไปแล้วเอนไซม์นี้ไม่มีอยู่ในผู้ใหญ่ดังนั้นแลคโตสจึงกลายเป็นสิ่งที่ร่างกายย่อยไม่ได้

อย่างไรก็ตาม เราแสดงความคิดเห็นในบทนำว่า ปัจจุบัน 90% ของมนุษย์ที่เป็นผู้ใหญ่มีเอนไซม์แลคเตสในระบบย่อยอาหารซึ่งหมายความว่าการย่อยนมที่ไม่ผ่านการหมักไม่ได้แสดงถึงปัญหา แต่จะเกิดอะไรขึ้นกับอีก 10% ที่เหลือ? เหตุใดมนุษย์บางคนจึงวิวัฒนาการไปสู่การดูดซึมแลคโตสในขณะที่บางคนยังคงไม่ทนต่อแลคโตส

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "เมแทบอลิซึมพื้นฐาน: คืออะไร วัดได้อย่างไร และเหตุใดจึงช่วยให้เราอยู่รอดได้"

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ?

การศึกษาโดย University College, University of Burgos และ University of Bristol ทำให้มีความเป็นไปได้ที่การปรับตัวที่ผิดปกตินี้เกิดจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ เนื่องจากจากการวิเคราะห์ซากโครงกระดูก ยีนนี้เริ่มปรากฏหลังจากเกิดเกษตรกรรมเท่านั้น เราจึงอนุมานได้ว่า เมื่อพืชผลตกต่ำและเกิดทุพภิกขภัย มนุษย์จึงใช้นมเป็นสารอาหาร จำเป็น.

ในคนที่มีสุขภาพดี การบริโภคนมที่ไม่มียีนที่จำเป็นสำหรับการย่อยอาหารทำให้เกิดความรู้สึกไม่สบายเช่นที่เราได้กล่าวไปแล้ว แต่ก็ไม่ได้ทำให้เสียชีวิตเสมอไป อย่างไรก็ตาม หากเป็นคนที่ขาดสารอาหาร (และมีความเสี่ยงมากที่จะ โรค) กินแลคโตสโดยไม่มีเอนไซม์แลคเตสในระบบย่อยอาหาร ท้องเสีย ผลที่ตามมา พวกเขาสามารถทำให้เกิดภาวะขาดน้ำซึ่งในกรณีนี้อาจทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนร้ายแรงได้.

นี่คือความคิดเห็นของ José Miguel Carretero นักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัย Burgos ซึ่งนำเสนอเรื่องนี้ โครงการและในปี 2014 ซึ่งนำโดย Mark Thomas เขาได้วิเคราะห์ซากศพของนายกเทศมนตรีPortalón de Cueva ใน อตาปวยร์กา Carretero ยืนยันว่าการปรับให้เข้ากับแลคโตสจะเป็นการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่มีเทอร์โบชาร์จตามที่บุคคลที่เข้าสู่วัยเจริญพันธุ์ พวกเขาเป็นคนที่พัฒนายีนเพื่อย่อยนม เนื่องจากคนที่ไม่อดทนจะเสียชีวิตเร็วกว่ามากเนื่องจากภาวะแทรกซ้อนที่เกิดจากพวกเขา การแพ้

ตามทฤษฎีนี้ การคัดเลือกโดยธรรมชาติเท่านั้นที่จะสามารถเกิดการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่น่าสงสัยนี้ ซึ่งรู้จักกันในชื่อ การคงอยู่ของแลคเตสในประชากรยุโรป เอเชีย ตะวันออกกลาง และแอฟริกา ในช่วงเวลาประมาณ 10,000 ปี

• คุณอาจสนใจ: "อิทธิพลของดาร์วินต่อจิตวิทยา 5 คะแนน"

การปรับตัวที่รวดเร็วจนน่าเวียนหัว

การศึกษานี้ไม่ใช่ครั้งแรก (และอาจจะไม่ใช่ครั้งสุดท้าย) ในการวิเคราะห์วิวัฒนาการของการปรับตัวต่อแลคโตสในมนุษย์ที่โตเต็มวัย ในปี 2020 การศึกษาอื่นที่นำโดย Johannes Gutenberg University of Mainz (เยอรมนี) ได้วิเคราะห์ซากโครงกระดูกของคนกว่า 130 คน ซึ่งพบในโคลนของแม่น้ำ Tollense ทางตอนเหนือของกรุงเบอร์ลิน

ซากเหล่านี้นอกจากจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับยีนแล้ว ยังค้นพบข้อมูลที่เกี่ยวข้องมากเมื่อศึกษาประวัติศาสตร์ยุโรปก่อน: ในหุบเขา Tollense ประมาณปี 1300 ก. ค. การรบระหว่างเผ่าที่สำคัญซึ่งน่าจะเป็นสงครามครั้งใหญ่ที่สุดในยุโรปในยุคสำริด ในบรรดากระดูกที่พบนั้นมีชิ้นส่วนที่ยังมีหัวลูกศรอยู่ เช่นเดียวกับกะโหลกที่ถูกทุบจนเละ

แต่นอกเหนือจากเรื่องราวแล้ว ข้อมูลเหล่านี้ยังคงให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับการคงอยู่ของแลคเตสในผู้ใหญ่และวิวัฒนาการเมื่อเวลาผ่านไป ได้มีการค้นพบว่า มีเพียงหนึ่งในแปดของบุคคลที่วิเคราะห์เท่านั้นที่มียีนนี้; เปอร์เซ็นต์ที่ต่ำกว่าที่เรามีอยู่มาก

กล่าวอีกนัยหนึ่ง การปรับตัวให้เข้ากับแลคโตสนั้นพัฒนาไปอย่างรวดเร็วตั้งแต่ใน 120 ชั่วอายุคน (ซึ่งเป็นรุ่นที่แยก ที่เหลืออยู่ในหุบเขา Tollense ของมนุษย์ปัจจุบัน) เปอร์เซ็นต์ของบุคคลที่ทนต่อน้ำตาลนี้เพิ่มขึ้นเป็นเก้าในทุกๆ สิบ. วิวัฒนาการที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูงที่ช่วยให้มนุษย์ที่โตเต็มวัยสามารถอยู่รอดได้ในช่วงเวลาแห่งโรคภัยไข้เจ็บและความอดอยาก