Как дефицит витамина D переписал ДНК европейцев: новые данные
Многие считают, что как только человек сменил копье охотника на плуг земледельца, его биологическая эволюция практически остановилась. Однако масштабное исследование из Гарвардского университета, опубликованное в журнале Nature, доказывает обратное. Наш биологический «чертеж» меняется гораздо быстрее и интенсивнее, чем мы привыкли думать.
Конец «эволюционной паузы»
Ранее ученым было известно лишь о 21 участке генома, которые подверглись изменениям за последние 10 000 лет.
Новая работа расширяет этот список в десятки раз: исследователи обнаружили 479 генетических вариантов, на которые активно влиял естественный отбор.
Для этого прорыва генетикам потребовалась беспрецедентная выборка. Команда проанализировала ДНК почти 16 000 человек, живших в Западной Евразии на протяжении последнего десятка тысячелетий. Сравнение этого массива с данными 6000 наших современников позволило «отфильтровать» случайные мутации и последствия миграций, выделив те гены, которые закреплялись в популяции именно благодаря их пользе для выживания.
Секрет бледной кожи и рыжих волос
Одними из самых ярких примеров работы отбора стали варианты гена MC1R, отвечающие за рыжий цвет волос и светлую кожу.
Почему именно они стали эволюционным преимуществом для европейцев? Ученые связывают это с кардинальной сменой диеты. Когда люди перешли от охоты и собирательства к земледелию, их рацион стал более однообразным, богатым растениями и зерновыми, но бедным витамином D (который в избытке содержался в мясе диких животных и рыбе).
В условиях дефицита нутриентов главным источником «солнечного витамина» стал ультрафиолет. Бледная кожа эффективнее поглощает солнечный свет, что критически важно для синтеза витамина D в северных широтах. Таким образом, те, кто обладал «генами бледности», имели больше шансов выжить и передать их потомству.
Отбор в режиме реального времени
Работа также пролила свет на эволюцию признаков, связанных с психическим здоровьем и риском развития заболеваний. Исследователи обнаружили, что многие гены работают группами: частота одних вариантов росла стабильно, другие же «вспыхивали» и исчезали в зависимости от меняющихся условий среды.
«Теперь мы можем наблюдать за тем, как естественный отбор формировал нашу биологию в режиме реального времени», — подчеркивает Али Акбари, генетик из Гарварда.
Вместо того чтобы строить теоретические модели на основе ДНК современного человека, ученые получили возможность буквально прочитать летопись выживания, написанную в костях наших предков.
Что это значит для нас?
Несмотря на триумф метода, авторы предостерегают от упрощений. Генетические признаки — это не константы. То, что помогало древнему фермеру избежать рахита или выжить в условиях дефицита калорий, в современном мире с его изобилием и иным образом жизни может работать иначе или вовсе приводить к развитию новых заболеваний.
Предложенные методы анализа уже доступны мировому научному сообществу. В ближайшие годы аналогичные исследования ДНК в других частях света позволят нам окончательно понять, как человечество адаптировалось к разным климатическим зонам и инфекциям, и как это прошлое определяет наше здоровье сегодня.
