История скота сделала людей молочными мутантами

Почему некоторые взрослые люди пьют молоко без особых проблем, а у других оно вызывает проблемы с пищеварением? Оказывается, это разделение произошло из-за различий в культуре разных народностей. Более того, выяснилось, что усвоение молока у них происходит разными способами.

Вопрос о том, как появилась такое резкое различие в переваривании молока, давно не давал учёным покоя. Новое исследование, проведённое генетиком Сарой Тишкофф (Sarah Tishkoff) и её коллегами из лаборатории в университете Мэриленда (University of Maryland), дало кое-какие объяснения этой ситуации.

 

 

Оно показало, что способность переваривать молоко развита по-разному у тех, чьи далёкие предки занимались скотоводством, и у "обычных" людей.

Вообще, главная проблема здесь — это толерантность к лактозе (углеводу, содержащемуся в молоке). Если верить "школьной истине" об этой толерантности, то она эволюционировала у человечества примерно следующим образом.

	Представительница кенийского племени покот. В генотипе некоторых представителей этой народности наблюдаются сразу три мутации, которые позволяют взрослым переваривать молоко (фото Jibril B. Hirbo).

Раньше, как и сейчас, в младенчестве люди питались преимущественно материнским молоком. Когда ребёнка отнимали от груди, ему впоследствии не нужно было больше переваривать молоко. В результате у многих людей "закрылась" выработка энзима лактазы, расщепляющего лактозу.

Однако с тех пор, как около 9 тысяч лет назад был одомашнен крупный рогатый скот, людям оказалось "выгодно", питаясь молоком, заново "воспитать" у себя толерантность к лактозе. Важно это стало, когда древние фермеры стали доить, например, коров. В частности, в районе современной Великобритании это началось ещё 6 тысяч лет назад.

Однако не у всех людей организм принимает молоко одинаково. Скажем, жители Северной Европы, чьи предки занимались скотоводством, гораздо более терпимы к лактозе, чем большинство азиатов, никак не связанных с разведением крупного рогатого скота.

Сара Тишкофф (в центре, разумеется) в Танзании с молодыми воинами масаи (фото с сайта marylandresearch.umd.edu).

В одном из исследований, проводившемся несколько лет назад, учёным удалось выявить генетическую мутацию, регулирующую производство лактазы и позволяющую взрослым финнам и некоторым другим европейцам без проблем пить молоко.

Однако биологи удивились, когда стали обнаруживать эту мутацию (правда, с несколько меньшей частотой) у людей из Южной Европы и стран Ближнего Востока. Зато интересно, что она совершенно отсутствовала, например, у некоторых африканских пастухов!

Исходя из столь неоднозначной картины, доктор Тишкофф заподозрила, что толерантность к лактозе развивалась у каждой из этих групп по-своему. Чтобы разобраться с ситуацией, она вместе с коллегами взяла анализы крови у 470 добровольцев из 43 этнических групп в Танзании, Кении и Судане.

Исследователи расшифровали последовательности ДНК, полученной из этих образцов, и стали искать в них генетические признаки толерантности к молоку. В том участке, где у европейцев уже давно нашли вышеуказанную мутацию, помогающую "справляться" с лактозой, учёные обнаружили целых три варианта мутаций.

На этой карте показан регион, в котором проводилось исследование, а также распределение фенотипических проявлений "нетерпимости" к лактозе. Голубым показан уровень полной толерантности, синим — средний, а тёмно-синим — отсутствие толерантности (иллюстрация Sarah A Tishkoff et al.).

Частота таких аномалий оказалась выше у народности масаи, живущей в Кении и Танзании, и у других нило-сахарских этносов, а также у народа беджа из Судана. Как выяснилось, у людей с любой из таких мутаций после употребления молока уровень сахара в крови возрастал, а это значит, что лактоза успешно усвоилась.

Учёные также обнаружили, что самый "популярный" вариант мутации распространялся 3-7 тысяч лет назад. А это совпадает со временем одомашнивания скота, которое в этом регионе имело место около 8 тысяч лет назад. Из этого следует, что особенности усвоения молока — это не только биологический феномен, но и во многом культурное явление.

	Медицинское исследование, проводимое в Африке сотрудником лаборатории Сары Тишкофф во время одной из экспедиций (фото с сайта marylandresearch.umd.edu).

Кстати, то, что Саре Тишкофф удалось произвести такую датировку, также имеет большое значение. Профессор антропологии Диана Гиффорд-Гонзалес (Diane Gifford-Gonzalez) из университета Калифорнии в Санта-Круз (University of California, Santa Cruz) утверждает: "Эти сведения чрезвычайно важны, ибо показывают скорость, с которой происходит подбор необходимой мутации".

Комментируя результаты работы, Кеннет Вайсс (Kenneth M. Weiss), профессор биологической антропологии и генетики из университета Пенсильвании (Pennsylvania State University), добавил, что данное исследование — элегантный пример того, что эволюция может найти несколько различных решений одной и той же проблемы, особенно — в ситуации жёсткого отбора.

"Существует несколько способов переваривания молока, — сказал доктор Вайсс, комментируя тот факт, что для расщепления лактозы могут "применяться" разные мутации одного и того же участка ДНК. — И вообще, это очень приятная работа. Она показала, что эволюция может сделать нечто большее, чем просто выбрать один ген и заставить его работать".

Статья получена: Membrana.ru