Люди адаптировались к жизни на большой высоте по-разному, но... одинаково

В сердцах эволюционных биологов горы занимают особое место. Взбираясь всё выше и выше, люди претерпевали естественный отбор, и теперь ДНК горцев активно изучается.

«Это наиболее яркий пример естественного отбора у людей», — считает Расмус Нильсен из Калифорнийского университета в Беркли (США).

«Идеальный эксперимент, поставленный самой природой», — вторит Анна Ди Риенцо из Чикагского университета (США).

На высоте 3 500 м в каждом вдохе лишь 60% кислорода по сравнению с уровнем моря. Даже неспешная прогулка может стать утомительной.

Люди реагирует на это по-разному. Например, организм начинает вырабатывать больше гемоглобина, который переносит кислород из лёгких. Частота дыхания и сердечных сокращений в состоянии покоя возрастает. В результате количество кислорода в крови удаётся повысить, но на прежний уровень он уже не вернётся.

Повышенный гемоглобин не очень хорошее решение в долгосрочной перспективе, ибо он способствует образованию тромбов. У женщин, поднявшихся в горы из долин, начинаются проблемы с доставкой кислорода эмбрионам. На высоте 2 000 м дети с низкой массой тела рождаются вдвое чаще, чем на уровне моря.

Но если ваши предки жили в горах тысячелетиями, у вас уже не будет высотной болезни, а женщины будут рожать младенцев нормальных размеров.

Учёные, познакомившиеся с такими народами, обнаружили у них ряд биологических адаптаций. В Тибете, например, распространены широкие артерии и капилляры, а в крови жителей Анд растворено больше кислорода.

Эволюционные биологи рассудили, что эти адаптации стали результатом естественного отбора. Когда племя оставляло родную долину далеко внизу, больше шансов выжить и родить здоровых детей имели люди с генетическими мутациями, позволявшими выдерживать низкий уровень кислорода. И тогда исследователи поехали в горы собирать образцы ДНК.

В 2010 году г-н Нильсен и его коллеги обнаружили несколько вариантов, которые у тибетцев встречались чаще, чем у хань — основной этнической группы китайцев, тысячелетиями живших на более низких высотах. С большим отрывом победителем стал ген EPAS1. Люди с несколькими его вариантами имеют разные уровни гемоглобина, то есть ген играет важнейшую роль в адаптации к жизни на больших высотах.

Недавно г-н Нильсен и другая группа коллег опубликовали результаты аналогичного исследования эфиопских горцев. Они не нашли никаких свидетельств EPAS1. Вместо него через естественный отбор прошёл другой ген — BHLHE41.

Затем две другие группы учёных поискали «высотные гены» в Эфиопии и не нашли BHLHE41. Вполне возможно, что метод г-на Нильсена был более точным, но это ещё предстоит доказать. «Потребуется некоторое время, прежде чем мы сможем разобраться в этих расхождениях», — отмечает г-жа Ди Риенцо, соавтор одного из исследований.

Было бы очень интересно узнать результаты, ведь BHLHE41 и EPAS1 имеют нечто общее: они входят в группу генов, которые позволяют нам справляться с низким уровнем кислорода. Даже на уровне моря время от времени нам может угрожать низкое содержание кислорода — например, физические упражнения выкачивают его из мышц, а воспаление — из раны. Система контроля кислорода инициирует защитную реакцию в случае повреждений.

Исследование г-на Нильсен намекает на то, что эволюция увидела несколько способов помочь людям адаптироваться к жизни на большой высоте, но все они на одну и ту же тему — ничего принципиально нового придумать не удалось.

Подготовлено по материалам New York Times.