История скота сделала людей молочными мутантами

Тысячи лет назад древние аграрии «научились» пить молоко, чем и помогли своим потомкам. Но не всем (фото lifedynamix.com).

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».



Гиперактивность вызывается мутацией

29 ноября 2006

Биологи создали настоящую пшеницу

27 ноября 2006

McDonald’s патентует сандвич

27 ноября 2006

Генетически модифицированный хлопок может решить проблему голода

21 ноября 2006

Компонент красного вина сделал мышей выносливее

17 ноября 2006