Po daugelio metų, per kuriuos buvo dokumentuojamas Turkana bendruomenės gyvenimo būdas šiaurės Kenijoje, Julien Ayroles komanda iš Kalifornijos universiteto Berklio buvo nustebinta. Tirdamas kraujo ir šlapimo mėginius, siekdamas įvertinti šių vienoje iš sausiausių pasaulio regionų gyvenančių žmonių sveikatos būklę, jis atrado, kad apie 90 % asmenų buvo dehidratuoti, bet sveiki.
Po kelių mėnesių mokslininkai išsprendė šią mįslę ir nustatė genetinius prisitaikymus, leidžiančius šiems dykumos piemenims gyventi itin sausringoje aplinkoje. Tai yra nedidelis biologinis triukas, kurį lemia evoliucija, panašus į tą, kuris leidžia Andų gyventojams gyventi neįmanomose aukštybėse, inuitams prisitaikyti prie šalčio, o Indonezijos bajau 13 minučių vaikščioti po vandeniu. Tai toks nuostabus dalykas, kad primena mokslinės fantastikos pasaulį iš knygos „Dune“.
Sausros genas
Tyrimui, paskelbtam žurnale „Science“, mokslininkai, gavę atitinkamus leidimus, sekvenavo 367 pilnus individualius genomus ir išanalizavo daugiau nei 7 milijonus genetinės variacijos variantų, kad nustatytų regionus, kuriuose yra natūralios atrankos požymių. Autoriai nustatė aštuonis DNR regionus, turinčius aiškių požymių, kad jie praėjo per šį filtrą, tarp kurių išsiskiria STC1 genas, kuris yra išreikštas inkstuose ir atlieka dvi pagrindines funkcijas, būtinas gyvenimui, susijusiam su gyvulių ganymu tokiose sausringose ir sausose vietovėse.
Viena vertus, STC1 ekspresiją reguliuoja antidiurezinis hormonas, kuris leidžia turkanams koncentruoti šlapimą ir išlaikyti daugiau vandens. Kita vertus, jis taip pat gali atlikti vaidmenį apsaugant inkstus nuo atliekų, susidarančių vartojant purinų turinčius maisto produktus, pvz., raudoną mėsą. Šios atliekos, pvz., karbamidas ir šlapimo rūgštis, turi būti filtruojamos inkstų, o daugeliui žmonių per didelis purinų kiekis gali sukelti podagrą, kuri, atrodo, yra reta problema tarp turkanų.
Turkanai tūkstančius metų išlaikė savo tradicinį gyvenimo būdą, suteikdami mums nepaprastą perspektyvą į žmogaus prisitaikymą.
„Turkanai tūkstančius metų išlaikė savo tradicinį gyvenimo būdą, suteikdami mums nepaprastą perspektyvą į žmogaus prisitaikymą“, – sako Ayroles. Šie piemenys yra klajokliai, gyvenantys sausringame krašte, kur trūksta pavėsio ir vandens. Jie keliauja po Rytų Afriką – tarp Ugandos vakaruose, Pietų Sudano šiaurės vakaruose ir Etiopijos šiaurėje – teritorijose, kur kasdieninis iššūkis yra rasti pakankamai vandens sau ir savo ožkų bei kupranugarių bandoms.
Paslėptos sveikatos išlaidos
Mokslininkai teigia, kad šių genetinės adaptacijos laikas sutampa su Šiaurės Afrikos dykumėjimu, o tai rodo, kad prieš maždaug 5000 metų klimatui tampant vis sausesniu, natūrali atranka palankiai veikė genetinės variacijos, kurios pagerino išlikimą dykumos sąlygomis.
Genetinės analizės rodo, kad šie pokyčiai taip pat pastebimi kaimyninėse grupėse, įskaitant rendille, gyvenančius šioje sausringoje aplinkoje, todėl autoriai mano, kad tai yra geras pavyzdys, kaip žmonių populiacijos evoliucionavo tiesiogiai reaguodamos į didelius aplinkos pokyčius. Tuo pačiu metu jie įtaria, kad kai kurios iš šių populiacijų pakeitusios savo gyvenimo būdą ir persikėlę į miestus, šie prisitaikymai gali turėti paslėptų sąnaudų jų sveikatai.
70–80 % klajoklių mitybos sudaro gyvūninės kilmės produktai, o kitose, mažiau priešiškose aplinkose, kur maisto yra daugiau, tai pasikeičia. Palyginę miesto gyventojų turkanų ir jų ganyklininkų giminaičių genomų biomarkerius ir genų ekspresiją, mokslininkai nustatė genų ekspresijos disbalansą, kuris gali padidinti jų polinkį į lėtines ligas, pvz., hipertenziją ir nutukimą, bei kitas su gyvenimo būdu susijusias ligas, pvz., diabetą, koronarinę širdies ligą ir aukštą kraujospūdį.
Kaip ir Arrakiso gyventojai
„Kenijos klajoklių ganyklininkų populiacijos yra prieš 5000–8000 metų iš Nilo slėnio migravusių žmonių palikuonys Jie išgyveno, nes turi specifinių genetinės variacijos STC1 gene, kuris yra labai svarbus inkstų funkcijai, leidžiantis jiems reabsorbuoti daug daugiau vandens, padidindamas kraujo karbamido lygį“, – sako Gemma Marfany, genetikos profesorė Barselonos universitete (UB). Ji pažymi, kad tai yra evoliucinis kompromisas tarp vandens nepraradimo ir toleruotino karbamido lygio palaikymo. „Afrikoje jie būtų lygiaverčiai Fremen, žmonėms, gyvenantiems planetoje Arrakis serijoje „Dune“.
Kitas įdomus aspektas, pasak specialistės, yra susiję genų, susijusių su riebalų apykaita, pvz., cholesterolio ir trigliceridų, pokyčiai, kurie leidžia jiems kontroliuoti riebalų kiekį kraujyje, nes jų mityba iš esmės pagrįsta gyvūninės kilmės produktais. „Tačiau tie patys genetiniai variantai, kurie buvo atrinkti išlikimui šioje nepalankioje aplinkoje, kita vertus, yra žalingi žmonėms iš šių bendruomenių, kurie migruoja į palankesnę aplinką, kur yra maisto ir vandens perteklius, pavyzdžiui, į miestus, kur jie galiausiai suserga rimtomis širdies ir kraujagyslių bei inkstų ligomis.“ Gydytojai nežino, kaip juos tinkamai gydyti ar diagnozuoti, nes referencinės vertės yra pagrįstos Europos gyventojų tyrimais, o šių verčių negalima ekstrapoliuoti kitoms žmonių populiacijoms.
Šis atradimas mums pasakoja apie nuostabų žmogaus rūšies gebėjimą atsinaujinti ir išgyventi nepalankiomis sąlygomis, paliekant genomo biologinę atmintį apie tas kovas, laimėtas prieš aplinką.
Juan Ignacio Pérez Iglesias, fiziologijos profesorius Baskų krašto universitete (UPV-EHU), mano, kad prisitaikymo raktas yra gebėjimas padidinti inkstų surinkimo kanalėlių pralaidumą, taip atgaunant daugiau vandens ir apsaugant šiuos žmones nuo ekstremalaus dehidratacijos, kuriai jie yra veikiami. „Be to, yra paradoksas, kad jie vartoja daug baltymų turinčią mitybą, daugiausia gyvūninės kilmės, kuriai pašalinti atliekas reikia daug vandens“, – pažymi jis. „Štai kodėl šis reiškinys yra toks įdomus.“
Kita vertus, jis sutinka su autoriais, kad stebina tai, jog mūsų rūšis, palyginti su kitomis, turi palyginti mažai genetinės įvairovės, tačiau sugebėjo rasti sprendimus labai įvairioms problemoms. „Šie pokyčiai leido mums apsigyventi beveik visose planetos ekosistemose“, – pabrėžia Pérez Iglesias. „Tai apima ir ypač sausas vietoves, kaip šiuo atveju, bet mes taip pat prisitaikėme prie Tibeto, ašigalio ir ilgalaikio buvimo po vandeniu.“
Gaukite šį naujienlaiškį kiekvieną savaitę
Kartu su Sofía Pérez Mendoza ypatingą dėmesį skiriame visuomenės sveikatai, ypač geroms naujienoms, kurių mums taip reikia.
„Dar kartą genomo tyrimai, pritaikyti konkrečiai gyventojų grupei, atskleidžia, kaip šie evoliucijos pėdsakai vis dar yra mumyse“, – sako Antonio Salas, genetikas iš Santjago universiteto (USC). Jo nuomone, įdomu tai, kad šie prisitaikymai vyko vienoje iš ekstremaliausių ir priešiškiausių aplinkų planetoje. „Šis atradimas ne tik pasakoja apie Turkanų evoliucijos istoriją, bet ir apie nuostabų žmogaus rūšies gebėjimą atsinaujinti ir išgyventi nepalankiomis sąlygomis, paliekant genomo biologinę atmintį apie tas kovas, laimėtas prieš aplinką“, – apibendrina jis.DNR analizė paneigia kai kurias asmenines istorijas, priskiriamas Pompėjos aukoms
Be to, Salas priduria, kad šie senovės prisitaikymo pėdsakai taip pat padeda mums suprasti dabartinius reiškinius, pavyzdžiui, vadinamąją evoliucinio nesuderinamumo hipotezę, kuri teigia, kad daugelis šiuolaikinių ligų (tipiniai pavyzdžiai yra nutukimas ir diabetas) atsiranda dėl to, kad mūsų kūnai buvo suformuoti pasaulyje, kuris labai skiriasi nuo to, kuriame gyvename šiandien, ir ne visada tinka šiuolaikiniam gyvenimo būdui.
