Люди все ще еволюціонують: що відбувається з організмом мешканців Тибетського плато
Людська еволюція не завершилася в далекому минулому. Вона триває у тілах сучасних людей — у крові, серці, легенях і здатності народжувати та виховувати наступні покоління. Одним із найвиразніших прикладів цього процесу є високогірні спільноти Тибетського плато, де повітря містить значно менше кисню, ніж на рівнинах.
Зміст
Для більшості людей така висота означає фізіологічний стрес. Альпіністи часто стикаються з висотною хворобою: через нижчий атмосферний тиск із кожним вдихом організм отримує менше кисню. У тканини надходить недостатньо кисню, виникає стан, відомий як гіпоксія. Але на Тибетському плато люди живуть і народжують дітей у таких умовах уже понад 10 000 років. 1
Як висота змінює тіло
Головна проблема високогір’я — не просто «розріджене повітря», а те, що кров має доставити до тканин достатньо кисню за умов, коли кожен вдих приносить його менше. Організм міг би реагувати збільшенням кількості гемоглобіну — білка в еритроцитах, який переносить кисень. Але такий шлях має ціну: кров стає густішою, її важче перекачувати, і серце працює з більшим навантаженням.
Саме тому адаптація тибетських високогірних спільнот виявилася тоншою, ніж просте «більше гемоглобіну — більше кисню». Дослідження антропологині Синтії Білл із Case Western Reserve University та її колег показало: найуспішнішими з погляду народження дітей були жінки не з найвищим і не з найнижчим рівнем гемоглобіну, а з проміжним, середнім для досліджуваної групи.
Водночас насичення гемоглобіну киснем у них було високим. Інакше кажучи, організм не обов’язково виробляв більше «транспорту» для кисню, але ефективніше завантажував цей транспорт.
Репродуктивний успіх став ключем до розуміння еволюції
Щоб побачити природний добір у дії, дослідники звернулися до одного з його головних маркерів — репродуктивного успіху. Риси, які допомагають вижити, пройти вагітність і народити живих дітей у складному середовищі, мають більше шансів передатися наступним поколінням.
Команда вивчила 417 жінок віком від 46 до 86 років, які все життя прожили в Непалі на висоті понад 3 500 метрів. Учасниці мали від 0 до 14 живонароджених дітей, середній показник становив 5,2. Дослідники зіставили ці дані з фізіологічними показниками: рівнем гемоглобіну, насиченням гемоглобіну киснем, кровотоком у легенях і будовою серця.
Результат показав, що успішна адаптація — це не одна ознака, а поєднання кількох механізмів. Високе насичення гемоглобіну киснем, посилений кровотік у легенях і ширший за середній лівий шлуночок серця разом підвищували здатність організму транспортувати кисень.
Серце, легені й кров як єдина система
Лівий шлуночок серця відповідає за викид насиченої киснем крові в організм. Якщо він ширший, серце може ефективніше проштовхувати кров до тканин. Посилений кровотік у легенях, своєю чергою, допомагає швидше насичувати кров киснем. А високий рівень насичення гемоглобіну означає, що кожна молекула цього білка переносить більше кисню.
Разом ці риси працюють як добре налаштована транспортна мережа. У ній не потрібно робити кров надмірно густою, щоб доставити більше кисню. Натомість організм підвищує ефективність уже наявної системи: краще завантажує кисень, швидше проводить кров через легені й потужніше розподіляє її тілом.
Саме це робить адаптацію до високогірної гіпоксії особливо показовою. Стрес середовища тут сильний, однаковий для всіх на певній висоті й вимірюваний. Тому різниця у фізіології стає видимим слідом природного добору.
Не лише біологія
Дослідники також врахували культурні чинники. Жінки, які раніше починали народжувати та перебували в тривалих шлюбах, мали довший період потенційної вагітності, а отже й більше шансів народити більше дітей. Це також впливало на кількість живонароджень.
Втім, навіть із урахуванням цих факторів фізіологічні риси залишалися важливими. Найвищий репродуктивний успіх мали жінки, чия фізіологія за певними параметрами більше нагадувала організм людей із низькогірних середовищ без такого кисневого стресу.
Природний добір у теперішньому часі
Цей випадок наглядно показує що еволюція триває і сьогодні. Природний добір не завжди працює прямолінійно. У місцевостях, де поширена малярія, наприклад, частіше трапляється серпоподібноклітинна анемія, бо відповідний ген може захищати від малярії. У високогір’ї Тибетського плато добір також не зводиться до очевидного рішення на кшталт «більше гемоглобіну». Надмір може створити нову проблему для серця.
Натомість перевагу дає баланс: достатній рівень гемоглобіну, високе насичення киснем, ефективний легеневий кровотік і серце, здатне підтримувати постачання кисню тканинам. Саме така комбінація допомагає людям жити, народжувати й передавати ці риси далі в одному з найскладніших для людського організму середовищ.
Найцікавіше за тиждень
Один лист на тиждень. Без спаму.
Нові статті, добірки та корисні матеріали DAY TODAY — в одному короткому листі.
