У индейцев нашли полезный ген, закрепившийся благодаря картофелю
У коренных жителей Анд выявлен ген пищеварительной «суперспособности». Ученые полагают, что его отбору способствовал картофель, который в этой части планеты начали выращивать и потреблять раньше, чем где-либо еще.
Ученые собрали образцы ДНК у носителей языка кечуа в Перуанских Андах. Эти данные сравнили с геномными базами, содержащими тысячи образцов ДНК десятков современных человеческих популяций. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Оказалось, что у коренных американцев больше копий гена AMY1, кодирующего выработку α-амилазы слюны — фермента, расщепляющего крахмал.
«Высокогорья Анд известны как уникальный регион для понимания эволюционной адаптации человека — например, к гипоксии, когда ткани испытывают недостаток кислорода. Предыдущая работа уже выявила признаки отбора в пути расщепления крахмала у андских народов. Это исследование еще раз показывает, насколько Анды полезны и для изучения адаптации к другим факторам окружающей среды, таким как рацион питания», — говорит антрополог Эбигейл Бигэм из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, руководившая исследованием.
Полученные данные убедительно демонстрируют роль естественного отбора в Андах после начала выращивания картофеля, считает еще один руководитель, профессор Омер Гокчумен из Университета Буффало, ранее показавший, что первичное удвоение AMY1 произошло у людей не менее 800 000 лет назад.
«Биологи давно подозревали, что разные группы людей выработали генетические адаптации в ответ на особенности своего питания, но накоплено не так много примеров, где доказательства были бы столь весомыми», — подчеркивает он.
Эволюция — скульптор, а не строитель
Предки коренных жителей Анд уже имели определенное количество копий AMY1 — у кого-то меньше, у кого-то больше — еще до того, как они обосновались в высокогорьях и окультурили картофель. Но когда они начали возделывать «второй хлеб», те, у кого было больше копий, получили эволюционное преимущество.
Начиная с периода около 10 000 лет назад репродуктивное преимущество носителей 10 и более копий гена составляет примерно 1,24% на каждое поколение.
«Эволюция подобна скульптору, высекающему форму из камня, а не строителю, возводящему здание с нуля. Было бы неверным утверждать, что у андцев появились дополнительные копии AMY1 после того, как они начали есть картофель. Скорее, те, у кого копий было меньше, со временем исчезли из популяции, возможно, потому что оставляли меньше потомства, а остались те, у кого их было больше», — объясняет Гокчумен.
У современных коренных жителей Перу в среднем 10 копий AMY1, что примерно на две-четыре больше, чем в любой из 83 популяций, изученных в ходе работы. В том числе — по сравнению с индейцами майя, с которыми их объединяет общая эволюционная история, но не традиции картофелеводства.
Роль контактов с европейцами
Авторы, хоть и уверены в своей гипотезе, но проверили и другие возможные объяснения. В частности — так называемое «бутылочное горлышко», которое коренные индейцы прошли в результате колонизации европейцами. Передовые технологии сверхдлинного секвенирования ДНК в сочетании с недавно появившимися сравнительными базами данных помогли доказать, что частота встречаемости полезной генетической вариации начала расти за несколько тысяч лет до Колумба.
Что означает открытие
Во-первых, это повод глубже изучить механизмы адаптации к высокогорным условиям с ограниченным набором продуктов, экстремальным воздействием холода и ультрафиолета.
Во-вторых, еще одно подтверждение, что несмотря на широкий доступ к разнообразным диетам и мировой кухне, эволюция продолжается — по крайней мере в той части, что касается генетических адаптаций пищеварения.
«Есть мнение, что самой полезной была палеодиета, а к современной пище организм не приспособлен. Мы показали, как человеческие популяции реагировали и эволюционировали в ответ на меняющиеся условия питания на протяжении последних 10 000 лет. Наши метаболические пути — не просто наследие того палеолитического прошлого», — резюмирует Бигэм.
